Tipos de dispositivos optoelectrónicos con aplicaciones

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La optoelectrónica es la comunicación entre la óptica y la electrónica que incluye el estudio, diseño y fabricación de un dispositivo de hardware que convierte energía eléctrica en luz y la luz en energía a través de semiconductores. Este dispositivo está hecho de materiales sólidos cristalinos que son más livianos que los metales y más pesado que los aislantes . El dispositivo optoelectrónico es básicamente un dispositivo electrónico que involucra luz. Este dispositivo se puede encontrar en muchas aplicaciones optoelectrónicas como servicios militares, telecomunicaciones, sistemas de control de acceso automático y equipos médicos.

Dispositivos optoelectrónicos

Dispositivos optoelectrónicos



Este campo académico cubre una amplia gama de dispositivos que incluyen LED y elementos, dispositivos de captación de imágenes, pantallas de información, sistemas de comunicación óptica, almacenamientos ópticos y sistemas de detección remota, etc. Ejemplos de dispositivos optoelectrónicos incluyen láser de telecomunicaciones, láser azul, fibra óptica, Semáforos LED , fotodiodos y células solares.Mayoriade los dispositivos optoelectrónicos (conversión directa entre electrones y fotones) son LED, diodos láser, fotodiodos y células solares.


Tipos de dispositivos optoelectrónicos

La optoelectrónica se clasifica en diferentes tipos, como



  • Fotodiodo
  • Células solares
  • La luz emite diodos
  • Fibra óptica
  • Diodos láser

Diodo de foto

Un fotodiodo es un sensor de luz semiconductor que genera un voltaje o corriente cuando la luz incide sobre la unión. Consiste en una unión P-N activa, que se opera en polarización inversa. Cuando un fotón con mucha energía golpea el semiconductor, se crea un par de electrones o huecos. Los electrones se difunden hacia la unión para formar un campo eléctrico.

Diodo de foto

Diodo de foto

Este campo eléctrico en la zona de agotamiento es igual a un voltaje negativo en el diodo insesgado. Este método también se conoce como efecto fotoeléctrico interno. Este dispositivo se puede utilizar en tres modos:fotovoltaicacomo una celda solar, polarizada hacia adelante como un LED y polarizada hacia atrás como un detector de fotos . Los fotodiodos se utilizan en muchos tipos de circuitos y diferentes aplicaciones como cámaras, instrumentos médicos, equipos de seguridad, industrias, dispositivos de comunicación y equipos industriales.

Células solares

Una célula solar o célula fotovoltaica es un dispositivo electrónico que convierte directamente la energía del sol en electricidad. Cuando la luz solar incide sobre una célula solar, produce tanto una corriente como un voltaje para producir energía eléctrica. La luz solar, que está compuesta de fotones, se irradia desde el sol. Cuando los fotones golpean los átomos de silicio de la célula solar, transfieren su energía para perder electrones y luego, estos electrones de alta energía fluyen a un circuito externo.


Células solares

Células solares

La célula solar está compuesta por dos capas que se unen. La primera capa está cargada de electrones, por lo que estos electrones están listos para saltar de la primera capa a la segunda. A la segunda capa se le han quitado algunos electrones y, por lo tanto, está lista para tomar más electrones. Las ventajas de las células solares son que,essin problemas de suministro y coste de combustible. Son muy fiables y requieren poco mantenimiento.

Las células solares son aplicables en electrificación rural, sistemas de telecomunicaciones, ayudas a la navegación oceánica, sistema de generación de energía eléctrica en el espacio y sistemas de control y monitoreo remoto .

La luz emite diodos

Diodo emisor de luz es un diodo semiconductor P-N en el que la recombinación de electrones y huecos produce un fotón. Cuando el diodo está polarizado eléctricamente en la dirección de avance, emite luz incoherente de espectro estrecho. Cuando se aplica voltaje a los cables del LED, los electrones se recombinan con los orificios dentro del dispositivo y liberan energía en forma de fotones. Este efecto se llama electroluminiscencia. Es la conversión de energía eléctrica en luz. El color de la luz se decide por la banda prohibida de energía del material.

Diodo emisor de luz

Diodo emisor de luz

El uso de LED es ventajoso ya que consume menos energía y produce menos calor. Los LED duran más que las lámparas incandescentes. Los LED podrían convertirse en la próxima generación de iluminación y usarse en cualquier lugar, como luces indicadoras, componentes de computadora, dispositivos médicos, relojes, paneles de instrumentos, interruptores, comunicación por fibra óptica , electrónica de consumo, electrodomésticos , etc.

Fibra óptica

Una fibra óptica u ópticafibraes una fibra plástica y transparente hecha de plástico o vidrio. Es algo más grueso que un cabello humano. Puede funcionar como tubo de luz o guía de ondas para transmitir luz entre los dos extremos de la fibra. Las fibras ópticas generalmente incluyen tres capas concéntricas: unacentro, un revestimiento y una chaqueta. El núcleo, una región de transmisión de luz de la fibra, es la sección central de la fibra, que está hecha de sílice. El revestimiento, la capa protectora alrededor del núcleo, está hecho de sílice..Esto crea una guía de ondas óptica que limita la luz en el núcleo mediante la reflexión total en la interfaz del revestimiento del núcleo.Chaqueta, la capa no óptica alrededor del revestimiento, típicamente consiste en una o más capas de un polímero que protege la sílice del daño físico o ambiental.

Fibra óptica

Fibra óptica

Junto con el cable de fibra óptica, las cubiertas están disponibles en diferentes colores. Estos colores permiten reconocer el cable de fibra óptica y el tipo de cable que se está tratando. Por ejemplo, un cable de color naranja indica claramente una fibra monomodo, mientras que uno amarillo indica unamultimodofibra. En la fibra monomodo, un modo se propaga y los rayos de luz viajan directamente a través del cable. en unmultimodocable, los rayos de luz viajan a través del cable siguiendo diferentes modos.

Estos cables se utilizan en telecomunicaciones, sensores, láseres de fibra, biomedicina y en muchas otras industrias. Las ventajas de usar cable de fibra óptica incluyen su mayor ancho de banda, menor degradación de la señal, ingravidez y delgadez que un cable de cobre, rentabilidad, flexibilidad y, por lo tanto, se utilizan en sistemas de imágenes médicos y mecánicos.

Diodos láser

El láser (amplificación de luz por emisión estimulada de radiación) es una fuente de luz altamente monocromática, coherente y direccional. Opera bajo condición de emisión estimulada. La función de un diodo láser es convertir la energía eléctrica en energía luminosa, como diodos infrarrojos o LED. El rayo de un láser típico tiene 4 × 0,6 mm que se extiende a una distancia de 15 metros. Los láseres que se utilizan con más frecuencia son los láseres de inyección o los láseres semiconductores. El láser semiconductor cambia de otros láseres como láseres sólidos, líquidos y gaseosos.

Diodos láser

Diodos láser

Cuando se aplica un voltaje a través de la unión P-N, se produce la inversión de población de los electrones, y luego el rayo láser está disponible en la región de semiconductores. Los extremos de la unión P-N del diodo láser se han pulidosuperficie, y por lo tanto, los fotones emitidos se reflejan para crear más pares de electrones. Así, los fotones generados estarán en fase con los fotones anteriores.

Aplicaciones de los dispositivos optoelectrónicos

LED operado por red de Edgefxkits.com

LED operado por red de Edgefxkits.com

1. LEDs podría convertirse en la próxima generación de iluminación y usarse en cualquier lugar, como luces indicadoras, componentes de computadora, dispositivos médicos, relojes, paneles de instrumentos, interruptores, comunicación por fibra óptica, electrónica de consumo, electrodomésticos, señales de tráfico, luces de freno de automóviles, pantallas de 7 segmentos y pantallas inactivas, y también se utiliza en diferentes proyectos de ingeniería electrónica y eléctrica como

  • Pantalla de hélice de mensaje mediante LED virtuales
  • Luz de emergencia automática basada en LED
  • Luz LED operada por red
  • Visualización de números de teléfono marcados en pantalla de siete segmentos
  • Farola LED con energía solar con control automático de intensidad

2. Las células solares son aplicables en electrificación rural, sistemas de telecomunicaciones, ayudas a la navegación oceánica y generación de energía eléctrica en el espacio y sistemas de monitoreo y control remotos y también se utilizan en diferentes proyectos basados ​​en energía solar como

  • Sistema de medición de energía solar
  • Farola solar basada en Arduino
  • Sistema de riego automático con energía solar
  • Controlador de carga de energía solar
  • Panel solar de seguimiento solar
Proyecto basado en energía solar de edgefxkits.com

Proyecto basado en energía solar de edgefxkits.com

3. Fotodiodos se utilizan en muchos tipos de circuitos y diferentes aplicaciones como cámaras, instrumentos médicos, equipos de seguridad, industrias, dispositivos de comunicación y equipos industriales.

4. Fibras ópticas se utilizan en telecomunicaciones, sensores, láseres de fibra, biomedicina y en muchas otras industrias.

5. El láser diodos se utilizan en comunicaciones por fibra óptica, memorias ópticas, aplicaciones militares , Reproductores de CD, procedimientos quirúrgicos, redes de área local, comunicaciones de larga distancia, memorias ópticas, comunicaciones de fibra óptica y en proyectos electricos como un vehículo robótico controlado por RF con disposición de rayo láser, etc.

Por lo tanto, se trata de los dispositivos optoelectrónicos que incluyen diodos láser, fotodiodos, células solares, LED, fibras ópticas..Estos dispositivos optoelectrónicos se utilizan en diferentes kits de proyectos electrónicos así como en telecomunicaciones, servicios militares y aplicaciones médicas. Para obtener más información al respecto, publique sus consultas comentando a continuación.

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