1 блок
1.Что такое оптоэлектроника ?
Оптоэлектроника – область науки и техники, которая исследует и применяет процессывзаимодействия оптического излучения с веществом для передачи, приема, переработки,хранения и отображения информации. К оптическому излучению относится электромагнитное излучение в видимомдиапазоне (с длиной волны 0,4 - 0,8 мкм), инфракрасном (0,8 - 103 мкм) и ультрафиолетовом (10-3- 0,4 мкм).
К основным элементам оптоэлектронных устройств относятся источники излучения (некогерентного или когерентного), оптические среды и приемникиизлучения. Оптоэлектроника отличие от полупроводниковой электроники наличием в цепи сигнала оптического звена (оптической связи). Поэтому достоинства оптоэлектроники определяются теми возможностями, которые открываются в результате использованияразнообразных физических явлений, обусловленных взаимодействием излучения с веществом.
Приборы оптоэлектроники:
Для преобразования света в электрический ток-фоторезисторы, фотодиоды, фототранзисторы, фототиристоры, фотоэлектронные умножители (ФЭУ).
Для преобразования тока в световое излучение — различного рода лампы накаливания,электролюминесцентные индикаторы, полупроводниковые светодиоды и лазеры (газовые, твердотельные, полупроводниковые).
Для изоляции электрических цепей (последовательного преобразования «ток-свет-ток») служат отдельные устройства оптоэлектроники — оптопары — резисторные, диодные, транзисторные, тиристорные, оптопары на одно-переходных фототранзисторах и оптопары с открытым оптическим каналом.
Для применения в различных электронных устройствах служат оптоэлектронные интегральные схемы
В настоящее время оптоэлектроника возглавляет список полупроводниковых приборов с наибольшим объемом продаж. Значительный объем продаж приходится на рынок светоизлучающих диодов (СИД).
Оптоэлектронные приборы являются перспективными элементами сотовых телефонов, а именно портативных дисплеев, к которым предъявляются следующие основные требования:
снижение стоимости, веса и энергопотребления;
повышение надежности и долговечности;
улучшение качества воспроизведения информации;
повышение быстродействия.
2.Что такое Квантовая электроника?
Квантовая электроника – область электроники, которая исследует и применяет явления генерации, усиления электромагнитных колебаний на основе эффекта вынужденного излучения и явления нелинейного взаимодействия мощного излучения с веществом.
Излучениеи поглощение происходит отдельными порциям, квантами – фотонами. При испусканиифотона энергия атома уменьшается, а при поглощении фотона – увеличивается.Электрон при испускании фотона переходит вниз на более низкий уровень, а припоглощении фотона электрон переходит вверх на более высокий уровень.
Квантовые переходы валентных (связанных) электронов с одного уровня на другойсопровождаются излучением или поглощением электромагнитной энергии, частотакоторой удовлетворяет соотношение
hνmn =Em-En ,
где h – постоянная Планка, νmn - частота излучения (поглощения) при квантовом переходеэлектрона с уровня Em на уровень En , (Em>En).
Переходы при взаимодействии с фотонами могут быть спонтанными (самопроизвольными) и вынужденными (индуцированными).
Испускание фотона при спонтанном переходе не зависит от внешних факторов. Здесь направление излучения и поляризация фотонов могут быть любыми.
Вынужденные квантовые переходы происходят под воздействием внешнего излучения частоты ν. Они генерируют фотоны. Фотон – копия имеет направление излучения и поляризацию такие же, как и у фотона, стимулирующего усиление электромагнитногоизлучения. При этом частота испущенного электрона совпадает с частотой вынужденногоизлучения.
Квантовый генератор – источник когерентного излучения, основанный на использовании явления вынужденного излучения.