- •Введение
- •Тема1. Оптическое излучение. Принципы работы квантовых систем.
- •1.1.Основные характеристики и параметры оптического излучения
- •Основные энергетические и светотехнические параметры
- •1.2. Энергетическое состояние квантовых систем
- •1.3. Взаимодействие электромагнитного излучения с квантовыми системами
- •1.3.1 Резонансное поглощение (вынужденное поглощение)
- •1.3.2.Спонтанное излучение.
- •1.3.3.Вынужденное излучение
- •1.4.Инверсная населенность и методы ее создания.
- •1.5. Спектральные свойства активной среды
- •Естественная ширина спектральных линий.
- •1) Уширение линии из-за столкновений.
- •2) Уширение линии из-за эффекта Допплера.
- •3) Другие причины уширения спектральной линии.
- •1.6. Принцип действия лазера
- •1.7. Оптические резонаторы.
- •2.1. Условия генерации лазера.
- •2.2. Cвойства и характеристики лазерного излучения
- •2.3. Классификация лазеров
- •2.3. Твердотельные лазеры
- •2.4. Газовые лазеры
- •Гелий-неоновый (He-Ne ) (атомарный) лазер.
- •2.5. Молекулярный со2 – лазер
- •Тема 3. Полупродниковые лазеры
- •3.1. Виды излучательных переходов
- •3.2. Основные характеристики полупроводниковых излучателей.
- •3.3 Инжекционные лазеры на гомопереходах.
- •3.4 Полупроводниковые инжекционные лазеры на
- •Тема 4. Некогерентные оптические излучатели
- •4.1. Светоизлучающие полупроводниковые диоды (сид)
- •Тема 5. Оптичекие приемники излучения
- •5.1. Поглощение света в твердых телах.
- •5.2. Классификация фотоприемников, основные параметры и характеристики.
- •5.3. Фотодиоды
- •5.3.1. Фотодиоды на основе p-n – перехода
- •5.4. Фотоприемники с внутренним усилением
- •5.5. Фоторезисторы
- •Тема 6. Оптроны
- •6.1. Принцип действия оптронов, структурные схемы и свойства.
- •6.1.1. Принцип действия оптронов
- •6.1.2. Структурные схемы оптронов
- •6.1.3. Назначение и требования к элементам оптрона
- •6.1.3.1. Назначение элементов
- •6.1.3.2. Требования к элементам оптрона
- •6.2. Параметры оптронов
- •6.2.1. Входная характеристика
- •6.2.2. Передаточная характеристика
- •6.2.3. Выходная характеристика
- •6.2.4. Быстродействие оптронов
- •6.2.5. Коэффициент спектрального согласования Кλ
- •6.2.6. Параметры изоляции
- •6.2.7. Добротность оптронов
- •6.2.8. Оптические вносимые потери w
- •6.3. Классификация оптронов
- •6.3.1. Условные схемные обозначения оптронов
- •6.3.2. Основные параметры различных типов оптронов
- •6.4. Применение оптронов
- •6 .4.1. Классификация оптронов по применению
- •6.4.1.1. Цифровые оптроны
- •6.4.1.2 Аналоговые оптроны
- •6.4.1.3. Ключевые оптроны
- •6.4.1.4. Специальные оптроны
- •Литература
6.1.3. Назначение и требования к элементам оптрона
6.1.3.1. Назначение элементов
Наибольшее распространение в электронной аппаратуре получили оптроны, которые разрабатываются по схеме рис.31.
Оптический излучатель. ОИ предназначен для преобразования электрических сигналов, поступающих из входной электрический цепи, в оптические сигналы, передаваемые на определенной оптической несущей по оптическому каналу оптрона. В качестве ОИ в структурных схемах может быть использован оптический передатчик (ОПД) или передающий оптический модуль (ПОМ), обеспечивающий не только преобразование "входной электрический сигнал-свет", но и предварительное усиление, а также преобразование входных сигналов для обеспечения эффективной работы ОИ и ОК.
Фотоприемник. ФП обеспечивает преобразование оптических сигналов, поступающих с ОК, в соответствующие электрические аналоги. ФП может быть выполнен в виде приемного оптического модуля (ПРОМ), осуществляющего функции преобразования "свет-электрический сигнал", предварительное усиление фотосигнала, а также декодирование сигналов, передаваемых по ОК, и преобразование в стандартную аналоговую или цифровую форму (ТТЛ- или ЭСЛ- уровни) для стыковки соответственно с аналоговой или цифровой электронной аппаратурой.
Оптический канал. ОК представляет собой физическую среду, по которой осуществляется передача оптических сигналов, излучаемых ОИ.
Назначение ОК - передача оптических сигналов от ОИ к ФП с минимальными оптическими потерями и искажениями передаваемых сигналов.
В оптронах используются два типа ОК:
открытый ОК в виде воздушного зазора между ОИ и ФП;
закрытый канал, который представляет собой диэлектрическую среду.
Закрытые каналы могут изготавливаться из различных иммерсионных материалов: стекол, специальных оптических лаков и клеев, которые наносятся между ОИ и ФП. Широкое распространение также получили закрытые ОК в виде отрезка волоконно-оптического световода (ВОС), представляющего собой оптическое волокно (волокна), либо волоконно-оптический кабель (ВОК) одножильный или многожильный. Световоды применяются в оптронах, предназначенных для дистанционного соединения электронных блоков, расположенных на определенном расстоянии друг от друга. В зависимости от протяженности ОК используются различные типы волоконно-оптических световодов: полимерные, кварц-кварцевые или кварц-полимерные оптические волокна от нескольких см до нескольких - десятков-сотен метров. ВОС стыкуются с ОИ, ФП и УУ с помощью контактных оптических соединений. Наибольшее распространение получили:
разъемные оптические соединители (оптические разъемы),
соединения методами контактной сварки или с помощью склеивания соответствующих стыкуемых торцов оптических элементов.
Тот или иной тип ОК определяет функциональное назначение оптрона.
Устройство управления. УУ предназначен для управления ОК и используется для модуляции светового потока Ф, его прерывания, отклонения и т.д. Для реализации этих функций применяются электрооптический, акустооптический и магнитооптический эффекты. Различные виды оптронов могут как включать в свой состав УУ, так и функционировать без него, используя только ОК.