|
| |
|
Слаботочка Книги ванной конструкции). Это значит, что есть полная свобода в выборе метода воспроизведения эталона. Новое определение ставит единицу измерения силы света в один ряд с другими основными единицами. Кроме того, но новому определению световое поле однозначно рассматривается как часть поля излучения. Итоговая тенденция развития метрологического обеспечения оптоэлектроники заключается в стремлении иметь высокоточные миниатюрные, простые в обращении, дешевые и в конечном счете пригодные для встраивания в аппаратуру эталоны и средства поверки и измерения. Это обеспечит развитие нового этапа метрологии - интеграции эталонного элемента с самим контролируемым и стабилизируемым объектом. Таким образом, успехи оптоэлектроники создали предпосылки для перехода оптических измерений на принципиально новый уровень, что, в свою очередь, позволит улучшить качество, повысить точностные, надежностные, эксплуатационные характеристики изделий оптоэлектроники. ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА ОПТОЭЛЕКТРОНИКИ, ПРИБОРЫ, УСТРОЙСТВА Зародившееся на заре радиоэлектроники и вычислительной -техники понятие элементная база, охватывающее совокупность -транзисторов, диодов, резисторов, конденсаторов и других элементов электронных схем, давно утратило свое первоначальное значение. Сверхбольшие микросхемы микропроцессоров и запоминающих устройств, фоточувствительные ПЗС, интегрированные лазерные и фотоприемные модули ВОЛС, плоские жидкокристаллические дисплеи со встроенными схемами управления - эти и ми подобные «с(лементы» фактически поглотили и элементную •базу в ее изначальном представлении, и схемотехнику, и «первые этажи» схемотехники По-видимому, правильнее говорить о технических средствах •оптоэлектроники, и именно в этом смысле используется упрочившееся в литературе понятие, вынесенное в заголовок. Глава 5 ИЗЛУЧАТЕЛИ Излучатель-прибор, преобразующий электрическую энергию возбуждения в энергию оптического излучения заданного <:пектрального состава и пространственного распределения. Излучатели составляют основу практически любой оптоэлектронной •системы, в значительной степени определяя ее функциональные .возможности, эксплуатационные и стоимостные характеристики. Выбор излучателей для той или иной цели, как правило, ограни-чен и практически предопределен, поэтому именно под излучатель «подстраиваются» остальные элементы системы - фотоприемники, пассивные оптические элементы. 5.1. ВВОДНЫЕ ЗАМЕЧАНИЯ Требования к излучателям логически следуют из особенностей •оптоэлектроники и в наиболее общем виде могут быть сформулированы так: 1) высокая эффективность преобразования энергии 124 возбуждения в энергию оптического излучения; 2) узкая спектральная полоса излучения; 3) направленность излучения; 4) быстродействие, т. е. быстрое возникновение и гашение излучения; 5) совместимость с интегральными микросхемами; 6) высокая технологичность и низкая стоимость; 7) высокие эксплуатационные характеристики и в первую очередь устойчивость к жестким механическим, температурным, радиационным воздействиям, а также .долговечность; 8) миниатюрность, твердотельность; 9) когерентность генерируемого излучения. Последнее требование необходимо выделить. Некоторые разде--лы оптоэлектроники - голографическая обработка и запись ин-.формации, оптическая связь с гетеродинным приемом - могут существовать лишь при использовании источников когерентного излучения, причем их характеристики тем лучше, чем выше степень когерентности. В этом случае выполнение требования 9 является обязательным и при выборе излучателя нередко приходится ми-.риться с невыполнением других. В волоконно-оптической связи с фотоприемниками прямого детектирования, неголографических оптических ЗУ требуются лишь такие косвенные проявления когерентности, как узкий спектр и направленность излучения. В ряде разделов оптоэлектроники- индикаторной технике, оптопарах - когерентность излучения вообще несущественна. Таким образом, требование 9 может быть и важнейшим, и выступать косвенно через другие характеристики .излучения, и вообще не приниматься во внимание - все зависит от устройства, в котором используется излучатель. Выполнение перечисленных требований позволяет создавать экономичные, быстродействующие, помехозащищенные, надежные «птоэлектронные устройства, пригодные для массового применения в различных областях информатики. Из сказанного ясно, что определяющим видом оптоэлектронного излучателя является лазере - прибор (устройство), генерирующий оптическое когерентное излучение на основе эффекта вынужденного, стимулированного излучения. Перечисленные выше требования позволяют заключить, что из всего многообразия ла-зеров наибольший интерес для оптоэлектроники представляют полупроводниковые инжекционные лазеры и миниатюрные газовые (когда необходима высокая степень когерентности). В ряде случаев могут оказаться полезными твердотельные, а также полупроводниковые лазеры с электронным возбуждением, В тех случаях, когда требование когерентности и острой направленности излучения не выдвигается, используют светоизлу- * Термин образован по первым б>квам слов фразы Light Amplification by-Stimulated Emission of Radiation (англ.). Лазеры получили очень широкое распространение в самых разных областях науки и техники: спектроскопии, локации, технологической обработке материалов, энергетике, медицине, оптическом приборостроении и т. д. Наиболее общим принципы классификации лазеров: по виду активной среды - газовые, жидкостные, твердотельные (отдельно полупроводниковые), и по способу ее возбуждения, накачки. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 [40] 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 |