1.2. Оптоэлектронные приборы и устройства

Оптоэлектроника – наука об устройстве приборов для генерации, приема и преобразования оптического излучения в диапазоне от 0,1 до 100 мкм и процессах, происходящих в них.

Оптоэлектронные приборы – электронные приборы, обеспечивающие преобразование электрической энергии в световую и, наоборот, световую в электрическую. Например, светодиод, фотодиод, фототранзистор.

Чаще всего эти приборы используют для преобразования сигналов при извлечении, передаче и отображении информации. В датчиках оптоэлектронные приборы осуществляют формирование электрического сигнала под влиянием физических воздействий (давления, температуры, звука и т.п.).

Оптоэлектронное устройство – устройство, объединенное с другими вспомогательными электронными (или оптическими) приборами в единое целое для выполнения заданных функций. Например, светодиод с модулятором образуют передающий оптический модуль (ПОМ). Фотодиод (фототранзистор) вместе с усилителем образует оптоэлектронное устройство, которое называются приемным оптическим модулем (ПРОМ).

Квантовые приборы – приборы, построенные на принципах использования квантовых эффектов при взаимодействии света с электронами атомов различных веществ. К этим приборам относят, прежде всего, лазеры, а также нелинейные и параметрические преобразователи света. Особенность лазеров заключается в том, что они позволяют получать когерентное излучение, обладающее свойствами монохроматичности (излучение на одной частоте) и стабильности фазы.

Как известно, свет представляет собой электромагнитные колебания очень высокой частоты (в 2,5…1,32 тысячи раз больше, чем у радиоволн миллиметрового диапазона).

Любую систему, действие которой основано на непосредственном использовании высокочастотных электромагнитных волн для передачи, сбора, извлечения, обработки и хранения информации, называют радиооптической системой.

Радиотехника – наука о передаче и извлечении информации с помощью электромагнитных волн, а также об устройстве и работе приборов для генерации и приема электромагнитных колебаний с частотами от единиц кГц до более чем 300 ГГц. Последняя цифра соответствует длине волны 0,1 мм или 100 мкм. Т.е. оптический диапазон следует непосредственно за пределом радиотехнического диапазона.

Радиооптика – наука об изучении и использовании волновых процессов в оптике и радиотехнике, основанная на общности законов оптики и радиотехники. В частности оптические методы позволяют наблюдать и моделировать дифракционные и интерференционные явления характерные для радиоволн. И наоборот, сейчас освоены гетеродинные методы обработки сигналов, впервые использованные в радиотехнике.

Современная эра систем передачи информации с помощью оптического диапазона длин волн начинает свой отсчет с момента обнаружения эффекта усиления радиосигналов в газовом разряде аммиака в 1954 г. Н.Г. Басовым и А.М. Прохоровым. Вскоре была разработана теория квантовых генераторов радиодиапазона (мазеров) и созданы первые действующие квантовые генераторы оптического диапазона - лазеры на рубине (в 1960 г.), а затем газовые с использованием газового разряда смеси Не и Nе, в 1961 г.