Оптоэлектронные приборы широко используются в современных копировальных аппаратах и принтерах в качестве основы для построения различного рода датчиков. Термином «оптоэлектронные приборы» обобщаются приборы и устройства, содержащие излучатели и приемники, взаимодействующие друг с другом. Приборы, в которых выполняется лишь один вид преобразования, — излучатели, индикаторы, фотоприемники, и другие рассматривают отдельно как элементы оптоэлектронных приборов и систем.
Оптопары. Оптопарой называют оптоэлектронный прибор, в котором конструктивно объединены в общем корпусе излучатель на входе и фотоприемник на выходе (рис. 1, а), взаимодействующие друг с другом оптически и электрически. Связи между компонентами оптопары могут быть прямыми или обратными, положительными или отрицательными, одна из связей (электрическая или оптическая) может отсутствовать. Иногда оптопару отождествляют с оптроном, однако последний термин является более широким. Между элементами оптрона может быть осуществлена как оптическая, так и электрическая связь (прямая или обратная, положительная или отрицательная). Вход и выход оптрона также могут быть как электрическими, так и оптическими соответственно. В настоящее время широкое распространение получили лишь оптроны с прямой оптической связью, т. е. оптопары. Основные функциональные разновидности этих приборов представлены на рис. 1 б,в. Оптопара с прямой оптической и обратной электрической связью (рис. 1,6) используется как элемент развязки, т. е. оптрон с оптическим входом и выходом, и представляет собой преобразователь световых сигналов. Это может быть простое усиление (ослабление) интенсивности света, преобразование спектра или направления поляризации, преобразование некогерентного излучения в когерентное и т. п.
Если в таком оптроне фотоприемник и излучатель многоэлементные, то он может выполнять функцию преобразователя изображений. В оптроне с электрической и оптической связями (рис. 1,в) при определенных условиях может осуществляться частичная или полная регенерация (восстановление) входного сигнала за счет обратной связи, в силу чего на вольт-амперной характеристике появляется падающий участок или несколько участков — такой прибор получил название регенеративного оптрона. В регенеративном оптроне могут реализоваться любые комбинации видов входных и выходных сигналов (электрических или оптических).
Рис. 1. Электрические и оптические связи в оптронах: а — оптопара для электрической развязки;
б — оптрон с оптическими входом и выходом; в — регенеративный оптрон (И — излучатель; ФП — фотоприемник; УС — устройство связи).
Важным элементом оптопары является оптический канал между излучателем и фотоприемником. Существуют три его разновидности. Прежде всего это простой светопровод, предназначенный для передачи энергии излучения на фотоприемник; обычно он выполняется в виде прозрачной иммерсионной среды. Возможно и такое конструктивное решение, при котором в зазоре между излучателем и приемником имеется доступ извне; в этом случае мы имеем оптопару с открытым оптическим каналом. Наконец, иммерсионная среда может быть выполнена из материала, светопропускание которого изменяется при внешних воздействиях; такой прибор называют оптопарой с управляемым оптическим каналом. Функциональные возможности оптопар частично иллюстрирует табл. 1.
Таблица 1. Функциональные возможности оптопар
Среди оптопар, используемых для развязки (рис. 2), наиболее широко представлены такие, у которых в качестве фотоприемника применены транзистор (а), диод (б), резистор (б), составной транзистор (г), тиристор (д), пара диодов (е) (для дифференциальной схемы).
На рис. 3 представлены примеры конструкций оптронов: 1 — излучатель; 2 — фотоприемник; 3 — оптический канал; 4 — корпус; 5 — выводы, 6 —- отражающая поверхность.
В качестве фотоприемников оптопар этого типа используют фоторезисторы на основе CdS и CdSe. При засветке фоторезисторов их сопротивление уменьшается.
Рис. 2 Конструкции оптронов
Рис. 3 Конструкции оптронов
Версия сайта для слабовидящих