Emițătorii Optici și Domenii de Aplicare

Sumar 2

INTRODUCERE.

Optoelectronica este acea parte a ştiinţei şi tehnicii care studiază utilizarea în comun a metodelor optice şi electrice de producere, transmitere, recepţie şi păstrare a informaţiei. Baza ei fizică se referă la procesele de transformare a semnalelor electrice în semnale optice şi invers, la cele de propagare a radiaţiei în diverse medii optice, precum şi la acţiunea reciprocă dintre lumină şi substanţă. Optoelectronica se dezvoltă la graniţa dintre electronică şi optică, una din direcţiile de dezvoltare cele mai rapide fiind cea a comunicaţiilor optice. Se fac chiar aprecieri în sensul că optoelectronica, în dezvoltarea ei rapidă, în viitor va ajunge din urmă electronica, iar în perspectivă o va îngloba cu totul.

Tehnica tradiţională de informatică, adică logica bazată pe tranzistoare, memoria magnetică, comunicaţia prin conductori metalici au atins practic limita posibilităţilor de perfecţionare din punct de vedere al vitezei, gabaritului şi distanţelor.

De la optoelectronică se aşteaptă atingerea nivelului biologic de dezvoltare a tehnicii informaţionale şi de măsură. Se pot profila următoarele performanţe: viteza de transmitere a informaţiei pe canale de comunicaţie - 108-1011 bit/s, viteza de prelucrare a acesteia în procesoare – 1010-1011 bit/s, volumul de memorie – 1012-1014bit, din această ultimă perspectivă fiind interesantă comparaţia cu volumul de memorie al creierului omenesc, de ordinul a 1013 bit.

Există posibilităţi recunoscute de realizare a calculatoarelor numai cu dispozitive optice. Elementul de bază al comunicaţiilor prin fibră optică este sticla de cuarţ care poate fi trasă în fire cu grosimea cea a firului de păr, printr-un singur fir optic putându-se transmite mii de canale telefonice la distanţe de zeci de km.

EMISIA ÎN SISTEMELE OPTICE.

Dispozitivele optoelectronice au rol de a transforma o altă formă de energie (de regulă de natură electrică) în radiaţie optică. La baza generării de radiaţie stau două fenomene:

Incandescenţa care reprezintă emisia de radiaţie de către un corp încălzit, în virtutea efectului termic, electronii materialului trec din starea fundamentală într-o stare energetică suplimentară iar revenirea la nivelul de bază se face prin generarea de fotoni;

Luminiscenţa care reprezintă orice modalitate de producere a radiaţiei optice prin excitarea sistemelor atomice, ionice, moleculare, alta decât prin încălzire. Luminiscenţa poate fi de două feluri şi anume:

- fluorescenţa la care emisia apare după un interval foarte scurt de timp de la apariţia excitaţiei (de ordinul ns, zeci de ns) şi durează atâta timp cât este aplicată excitaţia, şi

- fosforescenţa unde emisia de radiaţie apare cu întârziere;

Cauzele luminiscenţei:

- Catodoluminiscenţa când se realizează bombardarea cu electroni a unui ecran al tubului catodic;

- Fotoluminiscenţa care reprezintă proprietatea unor materiale (cristale) care atunci când sunt iluminate, emit o radiaţie optică cu altă lungime de undă decât cea incidentă;

- Electroluminiscenţa care reprezintă conversia directă a energiei electrice în radiaţie ca urmare a aplicării asupra unor solide a unui câmp electric;

- Chemiluminiscenţa ce constă în eliberarea de fotoni ca urmare a unor reacţii chimice;

- Triboluminiscenţa reprezentând proprietatea unor materiale de a genera fotoni la apariţia unor solicitări mecanice;

- Sonoluminiscenţa este un fenomen în care prin stimulare ultrasonică se emite lumină în impulsuri foarte scurte.