Optoelektronik adalah komunikasi antara optik dan elektronik yang meliputi studi, desain, dan pembuatan perangkat keras yang diubah energi listrik menjadi cahaya dan cahaya menjadi energi melalui semikonduktor. Perangkat ini terbuat dari bahan kristal padat yang lebih ringan dari logam dan lebih berat dari isolator . Alat optoelektronik pada dasarnya adalah alat elektronik yang melibatkan cahaya. Perangkat ini dapat ditemukan di banyak aplikasi optoelektronik seperti layanan militer, telekomunikasi, sistem kontrol akses otomatis dan peralatan medis.

Perangkat Optoelektronik

Bidang akademik ini mencakup berbagai perangkat termasuk LED dan elemen, perangkat pengambilan gambar, tampilan informasi, sistem komunikasi optik, penyimpanan optik dan sistem penginderaan jauh, dll. Contoh perangkat optoelektronik termasuk laser telekomunikasi, laser biru, serat optik, Lampu lalu lintas LED , dioda foto dan sel surya.MayoritasPerangkat optoelektronik (konversi langsung antara elektron dan foton) adalah LED, dioda laser, dioda foto dan sel surya.

Jenis Perangkat Optoelektronik

Optoelektronik diklasifikasikan ke dalam berbagai jenis seperti

Fotodioda
Sel surya
Dioda Pemancar Cahaya
Serat Optik
Dioda Laser

Foto Diode

Dioda foto adalah sensor cahaya semikonduktor yang menghasilkan tegangan atau arus ketika cahaya jatuh di persimpangan. Ini terdiri dari persimpangan P-N aktif, yang dioperasikan dalam bias balik. Ketika foton dengan banyak energi menabrak semikonduktor, pasangan elektron atau lubang dibuat. Elektron berdifusi ke persimpangan untuk membentuk medan listrik.

Foto Diode

Medan listrik yang melintasi zona penipisan ini sama dengan tegangan negatif yang melintasi dioda yang tidak bias. Metode ini juga dikenal sebagai efek fotolistrik bagian dalam. Perangkat ini dapat digunakan dalam tiga mode:fotovoltaiksebagai sel surya, bias maju sebagai LED dan bias balik sebagai detektor foto . Fotodioda digunakan di berbagai jenis sirkuit dan aplikasi yang berbeda seperti kamera, instrumen medis, peralatan keselamatan, industri, perangkat komunikasi, dan peralatan industri.

Sel surya

Sel surya atau sel foto-volta adalah perangkat elektronik yang secara langsung mengubah energi matahari menjadi listrik. Ketika sinar matahari jatuh ke sel surya, ia menghasilkan arus dan tegangan untuk menghasilkan tenaga listrik. Sinar matahari, yang terdiri dari foton, memancar dari matahari. Ketika foton mengenai atom silikon sel surya, mereka mentransfer energinya untuk kehilangan elektron dan kemudian, elektron berenergi tinggi ini mengalir ke sirkuit eksternal.

Sel surya

Sel surya terdiri dari dua lapisan yang disatukan. Lapisan pertama sarat dengan elektron, sehingga elektron-elektron ini siap untuk melompat dari lapisan pertama ke lapisan kedua. Lapisan kedua memiliki beberapa elektron yang diambil, dan oleh karena itu, ia siap untuk mengambil lebih banyak elektron. Kelebihan sel surya adalah, disanaaku stidak ada masalah pasokan bahan bakar dan biaya. Ini sangat bisa diandalkan dan membutuhkan sedikit perawatan.

Sel surya dapat diterapkan dalam elektrifikasi pedesaan, sistem telekomunikasi, alat bantu navigasi laut, sistem pembangkit tenaga listrik di luar angkasa dan pemantauan jarak jauh dan sistem kendali .

Dioda Pemancar Cahaya

Dioda pemancar cahaya adalah dioda semikonduktor P-N di mana rekombinasi elektron dan lubang menghasilkan foton. Ketika dioda dibiaskan secara elektrik ke arah depan, ia memancarkan cahaya spektrum sempit yang tidak koheren. Ketika tegangan diterapkan ke kabel LED, elektron bergabung kembali dengan lubang di dalam perangkat dan melepaskan energi dalam bentuk foton. Efek ini disebut electroluminescence. Ini adalah konversi energi listrik menjadi cahaya. Warna cahaya ditentukan oleh celah pita energi material.

“suara frekuensi tinggi untuk menghentikan gonggongan anjing ”

Light Emitting Diode

Penggunaan LED menguntungkan karena mengkonsumsi lebih sedikit daya dan menghasilkan lebih sedikit panas. LED bertahan lebih lama dari lampu pijar. LED dapat menjadi penerangan generasi berikutnya dan digunakan di mana saja seperti lampu indikasi, komponen komputer, perangkat medis, jam tangan, panel instrumen, sakelar, komunikasi serat optik , elektronik konsumen, peralatan Rumah Tangga , dll.

Serat Optik

Serat optik atau optikseratadalah fiber plastik dan transparan yang terbuat dari plastik atau kaca. Ini agak lebih tebal dari rambut manusia. Ini dapat berfungsi sebagai pipa ringan atau pandu gelombang untuk mengirimkan cahaya antara dua ujung serat. Serat optik biasanya mencakup tiga lapisan konsentris: ainti, selubung dan jaket. Inti, daerah transmisi cahaya dari serat, adalah bagian tengah dari serat, yang terbuat dari silika. Cladding, lapisan pelindung di sekitar inti, terbuat dari silika.Ini menciptakan pandu gelombang optik yang membatasi cahaya di inti dengan refleksi total pada antarmuka selubung inti.Jaket, lapisan non-optik di sekitar kelongsong, biasanya terdiri dari satu atau lebih lapisan polimer yang melindungi silika dari kerusakan fisik atau lingkungan.

Serat Optik

Bersama dengan kabel serat optik, jaket tersedia dalam berbagai warna. Warna-warna ini memungkinkan pengenalan kabel serat optik dan jenis kabel yang digunakan. Misalnya, kabel warna oranye dengan jelas menunjukkan serat mode tunggal, sedangkan kabel kuning menunjukkan amultimodeserat. Dalam serat mode tunggal, satu mode merambat dan sinar cahaya bergerak langsung melalui kabel. Di sebuahmultimodekabel, sinar cahaya merambat melalui kabel mengikuti mode yang berbeda.

Kabel ini digunakan dalam telekomunikasi, sensor, laser serat, bio-medis, dan banyak industri lainnya. Keuntungan menggunakan kabel serat optik termasuk bandwidth yang lebih tinggi, degradasi sinyal yang lebih sedikit, bobot dan ketipisan yang lebih tipis daripada kabel tembaga, keefektifan biaya, fleksibilitas, dan karenanya digunakan dalam sistem pencitraan medis dan mekanis.

Dioda Laser

Laser (amplifikasi cahaya dengan pancaran radiasi terstimulasi) adalah sumber cahaya yang sangat monokromatik, koheren, dan terarah. Ini beroperasi di bawah kondisi emisi terstimulasi. Fungsi dioda laser adalah mengubah energi listrik menjadi energi cahaya seperti dioda infra merah atau LED. Sinar laser tipikal memiliki panjang 4 × 0,6 mm pada jarak 15 meter. Laser yang paling umum digunakan adalah laser injeksi atau laser semikonduktor. Laser semikonduktor berubah dari laser lain seperti laser padat, cair dan gas

Dioda Laser

Ketika tegangan diterapkan melintasi persimpangan P-N, inversi populasi elektron dihasilkan, dan kemudian sinar laser tersedia dari daerah semikonduktor. Ujung-ujung persimpangan P-N dari dioda laser telah dipolespermukaan, dan karenanya, foton yang dipancarkan memantulkan kembali untuk menciptakan lebih banyak pasangan elektron. Sehingga foton yang dibangkitkan akan sefase dengan foton sebelumnya.

Aplikasi Perangkat Optoelektronik

Sumber Listrik Dioperasikan LED oleh Edgefxkits.com

1. LED dapat menjadi penerangan generasi berikutnya dan digunakan di mana saja seperti lampu indikasi, komponen komputer, perangkat medis, jam tangan, panel instrumen, sakelar, komunikasi serat optik, elektronik konsumen, peralatan rumah tangga, sinyal lalu lintas, lampu rem mobil, display 7 segmen dan tampilan tidak aktif, dan juga digunakan di berbagai proyek teknik elektronik dan listrik seperti

Tampilan Propeller dari Pesan dengan LED Virtual
Lampu Darurat Otomatis Berbasis LED
Lampu LED yang Dioperasikan dengan Sumber Listrik
Tampilan Nomor Telepon yang Dihubungi pada Layar Tujuh Segmen
Lampu Jalan Led Tenaga Surya dengan Kontrol Intensitas Otomatis

2. Sel surya dapat diterapkan di elektrifikasi pedesaan, sistem telekomunikasi, alat bantu navigasi laut, dan pembangkit tenaga listrik di ruang angkasa dan sistem pemantauan dan kontrol jarak jauh dan juga digunakan di berbagai proyek berbasis energi surya seperti

Sistem Pengukuran Energi Surya
Lampu Jalan Tenaga Surya berbasis Arduino
Sistem Irigasi Otomatis Tenaga Surya
Pengontrol Pengisian Tenaga Surya
Panel Surya Pelacakan Matahari

Proyek berbasis tenaga surya dari edgefxkits.com

3. Fotodioda digunakan di berbagai jenis sirkuit dan aplikasi yang berbeda seperti kamera, peralatan medis, peralatan keselamatan, industri, perangkat komunikasi dan peralatan industri.

4. Serat optik digunakan dalam telekomunikasi, sensor, laser serat, bio-medis, dan banyak industri lainnya.

5. Laser dioda digunakan dalam komunikasi serat optik, memori optik, aplikasi militer , Pemutar CD, prosedur bedah, Jaringan Area Lokal, komunikasi jarak jauh, memori optik, komunikasi serat optik, dan dalam proyek kelistrikan seperti RF Controlled Robotic Vehicle dengan Laser Beam Arrangement dan sebagainya.

Jadi, ini semua tentang perangkat optoelektronik yang meliputi dioda laser, dioda foto, sel surya, LED, serat optik..Perangkat optoelektronik ini digunakan di tempat yang berbeda kit proyek elektronik serta dalam telekomunikasi, dinas militer dan aplikasi medis. Untuk informasi lebih lanjut tentang hal yang sama, silakan posting pertanyaan Anda dengan berkomentar di bawah ini.

Kredit Foto: