光器件及其应用
可控硅调光原理

可控硅调光原理可控硅调光是一种广泛应用于照明系统中的调光技术。
它基于可控硅器件的特性,实现对灯光亮度的精确控制。
本文将介绍可控硅调光的原理以及其在照明系统中的应用。
一、可控硅调光原理可控硅是一种半导体器件,它具有触发、导通和关断三个状态。
在可控硅器件中,当控制电压大于器件的触发电压时,可控硅器件进入导通状态,灯光亮起;当控制电压小于器件的关断电压时,可控硅器件进入关断状态,灯光熄灭。
通过改变控制电压的大小和频率,可以实现对灯光亮度的调节。
在可控硅调光系统中,通常采用脉宽调制(PWM)的方式进行调光控制。
PWM调光是通过改变每个周期内的导通时间比例来控制灯光亮度的。
我们可以通过调整PWM信号的占空比来改变灯光的亮度。
当占空比较大时,灯光亮度较高;当占空比较小时,灯光亮度较低。
二、可控硅调光的应用可控硅调光技术在照明系统中有着广泛的应用。
首先,它可以用于家庭照明系统。
通过使用可控硅调光器件,我们可以根据需要调节灯光的亮度,营造出不同的光线环境。
在晚上,我们可以将灯光调暗,创造出温馨的氛围;在白天,我们可以将灯光调亮,提供足够的照明。
可控硅调光技术还可以应用于商业照明系统中。
比如商场、办公室等场所,可以根据不同的需求,调整灯光的亮度和色温,提供一个舒适、高效的工作环境。
同时,可控硅调光还可以实现节能的效果,通过调节灯光亮度,降低能耗,减少能源浪费。
可控硅调光技术还可以应用于舞台照明系统中。
在演出、表演等活动中,灯光的变化是非常重要的。
通过使用可控硅调光器件,我们可以实现对舞台灯光的精确控制,创造出丰富多样的光影效果,提升演出的艺术效果。
三、总结可控硅调光技术是一种灵活、高效的调光方式,它通过改变可控硅器件的导通时间比例,实现对灯光亮度的精确控制。
可控硅调光技术在照明系统中有着广泛的应用,包括家庭照明、商业照明和舞台照明等领域。
通过合理应用可控硅调光技术,我们可以实现节能减排、提升照明质量的目标。
期望在未来的发展中,可控硅调光技术能够得到更广泛的应用和推广。
光子晶体光纤及其在光器件领域的应用

2 .Op ia ie tclFb rR& D p rme to b r meTee o De at n fFie Ho lc mmu ia in Te h oo isCo ncto c n lg e .,Lt , d .W u a 3 0 4. ia h n 4 0 7 Chn )
摘要 : 光子 晶体 光 纤 ( C ) 国 际上 当前 的 研 究 热 点 , 非 凡 的 特 性 给 新 型 光 器 件 注入 了 新 的 活 力 。 文 章 从 P F 的 工 艺 技 P F是 其 C 术 、 减和 熔接 等 方 面 阐 述 了 国 内外 P F的 最 新研 究 进 展 , 阐述 了 国 际上 P F在 高 功 率 光 纤 激 光 器 、 纤 放 大 器 、 连 续 衰 C 并 C 光 超 光谱、 飞秒 激 光 、 光 开 关 和 色散补 偿 等 光 器 件 领 域 的 重要 应 用及 最 新 成 果 , 后 提 出 了 P F应 用技 术 的发 展 趋 势 。 全 最 C
s u fPCF th t dy o a om ean br d i e p c fp o e s s,a t nua i n plcng a d i r uc st mpora pplc to s a d d a oa n r s e to r c s e te ton a d s ii n ntod e hei t nta ia i n n
Ch n W e ,L i y n ,Li h y 。 i n o n ,LiHa q n 。 e i i n a J i u ,J a g Zu we 。 S i i g ,Pe g J n g n 。 n i g a g
( .S h o f0p o lc r n c ce c n c n lg 1 c o lo t ee to i sS in e a d Te h o o y,H US ,W u a 3 0 4。 i a T h n 4 0 7 Ch n ;
通信用光器件

子数的反常态分布称为粒子(电子)数反转分布。 粒子数反转分布状态是使物质产生光放大而发光的首要条件。
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1.1 激光器的工作原理
2.激光器的工作原理
激光器包括以下3个部分: • 必须有产生激光的工作物质(激活物质); • 必须有能够使工作物质处于粒子数反转分布状态的激励源 (泵浦源); • 必须有能够完成频率选择及反馈作用的光学谐振腔。 (1)产生激光的工作物质 即处于粒子数反转分布状态的工作物质,称为激活物质或增益 物质,它是产生激光的必要条件。
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1.1 激光器的工作原理
图3-3 激光器示意图
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1.1 激光器的工作原理
③ 光学谐振腔的谐振条件与谐振频率 设谐振腔的长度为L,则谐振腔的谐振条件为
2nL
q
(3-6)
或
f c cq
2nL
(3-7)
式中,c为光在真空中的速度,λ为激光波长,n为激活物质的折
射率,L为光学谐振腔的腔长,q=1,2,3…称为纵模模数。
图3-6 GaAlAs-GaAs激光器的光谱
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1.2 半导体激光器
随着驱动电流的增加,纵模模数逐渐减少,谱线宽度变窄。当 驱动电流足够大时,多纵模变为单纵模,这种激光器称为静态单纵 模激光器。
普通激光器工作在直流或低码速情况下,它具有良好的单纵模 谱线,所对应的光谱只有一根谱线,如图3-6(a)所示。而在高码 速调制情况下,其线谱呈现多纵模谱线。如图3-6(b)所示。
式中,h为普朗克常数,f 12 为吸收或辐射的光子频率。 当处于低能级E1 的电子受到一个光子能量∆E =hf12的光照射时, 该能量被吸收,使原子中的电子激发到较高的能级E2 上去。
电子技术基础教程第9章光电子器件及其应用优选全文

光敏电阻将光的强弱变化转变为电阻值的差异,从而
可以由流过电流表的不同电流直接显示亮度。其中R1、 R2用于调节表面刻度,RW用于控制表头的灵敏度。
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(2)红外测温仪的前置放大电路
调制光入射光敏电阻后转化为电信号,然后送放大
器进行放大。输出uO的大小即可反映温度的高低。
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光电耦合器件:光电器件与电光器件的组合。
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9.1 发光二极管(LED)
9.1.1 发光二极管的工作原理 1.发光二极管的外形、电路符号和伏安特性
外形图:
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电路符号和伏安特性
•LED的正向工作电压UF一般为1.5~3V; •反向击穿电压一般大于5V;
•正向工作电流IF为几毫安到几十毫安,且亮度随IF的增加而
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9.2.1 光电器件及其应用
箭头与
LED符号
1.光电二极管外形、电路符号及工作原理 的区别
外形
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光导模式
电路符号
光伏模式
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2.光电二极管的应用
(1)光电二极管的简单应用电路
光照射,2CU导 通,有电压输出
光照射2CU, VT导通, KA吸合。
简单光控电路
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光控继电器电路
增大;
•发光二极管正向工作电压的大小取决于制作材料;
•不同的半导体材料及工艺使发光二极管的颜色、波长、亮度、
光功率均不相同。
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2EF系列发光二极管的主要参数
型号
工作 电流
IF/mA
正向 发光 电压 强度
半导体光电探测器的原理及其应用

半导体光电探测器之阳早格格创做纲要:本文介绍了光电与系统的组成、一些半导体光电探测器的处事本理及其个性,末尾叙述了光电导探测器与光伏探测器的辨别.闭键词汇:半导体光电探测器,光电系统,光电导探测器,光伏探测器弁止光电探测器是一种受光器件,具备光电变更功能.光敏器件的种类繁琐,有光敏电阻、光电二极管、光电三极管、光晶闸管、集成光敏器件等;有雪崩型的及非雪崩型的;有PN 结型、PIN结型及同量结型的等.由于光电探测器的赞同速度快,体积小,暗电流小,使之正在光纤通讯系统、光纤尝试系统、光纤传感器、光断绝器、彩电光纤传输、电视图象传输、赶快光源的光探测器、微小光旗号的探测、激光测距仪的接支器件、下压电路中的光电丈量及光电互感器、估计机数据传输、光电自动统造及光丈量等圆里得到了广大应用.半导体光电探测器是用半导体资料创造的能接支战探测光辐射的器件.光映照到器件的光敏区时,它便能将光旗号转形成电旗号,是一种光电变更功能的测光元件.它正在国防战工农业死产中有着要害战广大的应用.半导体光电探测器可分为光电导型战光伏型二种.光电导型是指百般半导体光电导管,即光敏电阻;光伏型包罗光电池、P-N结光电二极管、PIN光电二级管、雪崩光电二极管、光电三级管等.本文最先介绍了光电系统的组成,而后分别介绍其处事本理及其个性,末尾将那二类探测器举止比较.一、光电子系统的组成系统又称为收射天线,果为光波是一种电磁波,收射光教系统所起的效率战无线电收射天线所起的效率真足相共.收支进去的光旗号通过传输介量,如大气等,到达接支端.由接支光教系统或者接支天线将光散焦到光电探测器上,光电过少距离传输后会衰减,使接支到的旗号普遍很强,果此需要用前置搁大器将其搁大,而后举止解码,还本成收支端本初的待传递旗号,末尾由末端隐现器隐现出去.图1-1光电子系统图二、半导体探测器的本理1、光电导探测器光电导探测器主假如通过电阳值的变更去检测,以下尔将以光敏电阻为例介绍其处事本理.光敏电阻又称光导管, 它不极性, 杂粹是一个电阻器件, 使用时既可加曲流电压, 也不妨加接流电压.无光照时, 光敏电阻值(暗电阻)很大, 电路中电流(暗电流)很小. 当光敏电阻受到一定波少范畴的光照时, 它的阻值(明电阻)慢遽缩小, 电路中电流赶快删大. 普遍期视暗电阻越大越佳, 明电阻越小越佳,此时光敏电阻的敏捷度下. 本量光敏电阻的暗电阻值普遍正在兆欧级, 明电阻正在几千欧以下.它的处事本理图如2-1图当不光照时,Rd=10断路当有光照时,Rd= 导通2、光伏探测器光伏探测器鉴于光照爆收电势好,用测电势好的本理.它分为光电池与光电二极管二种典型,光电池主假如把光能变更为电能的器件,暂时有硒光电池、硅光电池、砷化镓及锗光电池等,但是暂时使用最广的是硅光电池.光电二级管分为P-N结光电二极管、PIN光电二级管、雪崩光电二极管、光电三级管等.以下尔将分别介绍其处事本理及其个性. 1)P-N结光电二级管2)PIN光电二级管PIN光电二极管又称赶快光电二极管,与普遍的光电二极管相比,它具备不的时间常量,并使光谱赞同范转背少波目标移动,其峰值波少可移至1.04~1.06um而与YAG激光器的收射波少相对于应.它具备敏捷度下的便宜,所以通时常使用于强光检测(线性).它的结构图如2-3所示,它是由P型半导体战N型半导体之间夹了一层本征半导体形成的.果为本征半导体近似于介量,那便相称于删大了P-N结结电容二个电极之间的距离,使结电容变得很小.其次,P型半导体战N型半导体中耗尽层的宽度是随反背电压减少而加宽的,随着反偏偏压的删大,结电容也要变得很小.由于I层的存留,而P区普遍干得很薄,进射光子只可正在I层内被吸支,而反背偏偏压主要集结正在I区,产死下电场区,I区的光死载流子正在强电场效率下加速疏通,所以载流子渡越时间常量()减小,进而革新了光电二极管的频次赞同.共时I层的引进加大了耗尽区,展宽了光电变更的灵验处事地区,进而使敏捷度得以普及.3)雪崩光电二级管雪崩光电二级管(APD)是得用光死载流子正在下电场区内的雪崩效力而赢得光电流删益,具备敏捷度下、赞同快等便宜,通时常使用于激光测距、激光雷达、强光检测(非线性).APD雪崩倍删的历程是:当光电二极管的p-n结加相称大的反背偏偏压时,正在耗尽层内将爆收一个很下的电场,它脚以使正在强电场区漂移的光死载流子赢得充分的动能,通过与晶格本子碰碰将爆收新的电子-空穴对于.新的电子-空穴对于正在强电场效率下,分别背好同的目标疏通,正在疏通历程中又大概与本子碰碰再一次爆收新的电子-空穴对于.如许反复,产死雪崩式的载流子倍减少.那个历程便是APD的处事前提.APD普遍正在略矮于反背北脱电压值的反偏偏压下处事.正在无光照时,p-n结不会爆收雪崩倍删效力.但是结区一朝有光映照,激励出的光死载流子便被临界强电场加速而引导雪崩倍删.若反背偏偏压大于反背打脱电压时,光电流的删益可达(十的六次圆)即爆收“自持雪崩倍删”.由于那时出现的集粒噪声可删大到搁大器的噪声火仄,以以致器件无法使用.4)光电三级管光电三级管与光电二极管比较,光电三级管输出电流较大,普遍正在毫安级,但是光照个性较好,多用于央供输出电流较大的场合.光电三极管有pnp战npn型二种结构,时常使用资料有硅战锗.比圆用硅资料创造的npn型结有3DU型,pnp型有3CU型.采与硅npn型光电三极管,其暗电流比锗光电三极管小,且受温度变更效率小,所以得到位广大应用.底下以3DU型光电三极管为例证明它的结构、处事本理与主要个性.3DU型光电三极管是以p型硅为基极的三极管,如图2-4(a)所示.由图可知,3DU管的结媾战一般晶体管类似,不过正在资料的掺杂情况、结里积的大小战基极引线的树立上战一般晶体管分歧.果为光电三极管要赞同光辐射,受光里即集电结(bc结)里积比普遍晶体管大.其余,它是利用光统造集电极电流的,所以正在基极上既可树立引线举止电统造,也不妨不设,真足共光一统造.它的处事本理是处事时各电极所加的电压与一般晶体管相共,即要包管集电结反偏偏置,收射正偏偏听偏偏置.由于集电结是反偏偏压,正在结区有很强的内修电场,对于3DU管去道,内修电场目标是由c到b的.战光电二极管处事本理相共,如果有光照到集电结上,激励电子-空穴对于,接着那些载流子被内修电场分散,电子流背集电极,空穴流背基极,相称于中界背基极注进一个统造电流Ib=Ip.果为收射打队结是正偏偏置的,空穴则留正在基区,使基极电位降下,收射极便有洪量电子经基极流背集电极,总的集电极电流为Ic=Ip+βIp=(1+β)Ip,式中β为电流删益系数.由此可睹,光电三极管的集电结是光电变更部分.共时集电极、基极、收射极形成一个有搁大效率的晶体管.所以正在本理上不妨把它瞅万里一个由光电二极管与一般晶体管分散而成的拉拢件,如图2-4(b)所示.光电三级管另一个个性是它的明暗电流比要比光电二极管、光电池、光电导探测器大,所以光电三极管是用去做光启闭的理念元件.3.光电导探测器与电伏探测器的辨别1)光电导探测器是均值的,而光伏探测器是结型的.2)光。
光纤通信的发展史及其应用

光纤通信的发展史及其应用光纤的研究及其应用伴随着科学技术的发展,人类对于信息交换的需求越来越大,人们已经不能满足于电子通信系统了,由此光纤通信应运而生。
信息在光域上的传输、存储、交换技术的突破,为构建起全光网络奠定了物质基础。
光纤即为光导纤维的简称。
从原理上看,光纤是构成光纤通信的基本物质要素。
光纤除了按制造工艺、材料组成以及光学特性进行分类外,在应用中,光纤常按用途进行分类,可分为通信用光纤和传感用光纤。
传输介质光纤又分为通用与专用两种,而功能器件光纤则指用于完成光波的放大、整形、分频、倍频、调制以及光振荡等功能的光纤,并常以某种功能器件的形式出现。
光源与传输介质对于光纤,首先考虑解决的便是光源的问题。
能够用作传输的光源的要求是:①高纯度;②会聚度要平行;③操控性要好。
下面从我们已了解的各种光源一一举例说明:Ⅰ.火——原理:物质的辐射;问题:效率极低;Ⅱ. 白炽灯——原理:物质的辐射;特点:方便;问题:操控性差,光谱为连续的,色温低;Ⅲ. 荧光灯——原理:汞蒸汽电离,跃迁释放紫外线,被荧光层吸收并转化为可见光(且玻璃可吸收紫外线);特点:效率高,色温合适(高),光谱为断续的;Ⅳ. 节能灯——同上;Ⅴ. 卤素灯——其实质就是白炽灯,温度高;Ⅵ. CCFL——荧光灯的一种,是用作显示器的背光,但是效率低;Ⅶ. LED——原理:二极管载流子发光(即载流子复合发光),属自发辐射;特性:是单色光,纯度高;类型:面发光(SLED) 以及边发光(ELED);Ⅷ. LD——即Laser Diode 全称:Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation,含义:受激辐射光放大;原理:载流子复合发光,是属于受激辐射;特性:方向性好,色谱纯度性高;LED光谱 LD光谱由上面可总结出:传统光源不适合用于光纤通信,而LED或者LD可以用于光纤通信。
表1-1 传统光源、LED、LD的比较对于传输介质,要求:①透明度高;②无序结构;③具有一定的可塑性。
光纤分光器的作用及连接方法_概述说明

光纤分光器的作用及连接方法概述说明1. 引言1.1 概述光纤分光器是一种重要的光器件,用于将输入的光信号按照一定比例分配到多个输出通道中。
它在光通信、传感器网络、生物医学和光谱分析等领域发挥着关键作用。
本文旨在介绍光纤分光器的作用以及其连接方法。
1.2 文章结构本文主要分为五个部分进行讨论,每个部分涵盖不同的内容。
首先是引言部分,概述了文章的背景和目标。
第二部分将详细介绍光纤分光器的作用,包括原理说明、应用场景以及其优势和局限性。
第三部分将讨论光纤分光器的连接方法,包括直连法、分束耦合法和端面接触法。
第四部分将给出实例介绍,展示A型、B 型和C型光纤分光器的连接示意图和步骤说明。
最后一部分是结论与展望,总结了文章的主要观点,并展望了该领域未来的发展趋势和改进方向。
1.3 目的本文旨在全面介绍光纤分光器的作用及其连接方法,帮助读者对光纤分光器有更深入的理解。
通过详细的实例介绍和连接方法说明,读者将能够掌握正确连接光纤分光器的技巧,并了解其在不同领域的应用情况。
同时,本文还将对光纤分光器未来的发展趋势进行展望,为该领域的研究和技术创新提供参考。
2. 光纤分光器的作用2.1 原理说明光纤分光器是一种能够将输入光信号分为不同波长或功率的设备。
它基于光学元件的特性,利用不同材料和结构对入射光进行分散和折射,从而实现分离不同波长的光信号。
通常情况下,光纤分光器采用的是星型结构,包含一个输入端口和多个输出端口。
通过调整内部的耦合方式或材料特性,可以实现将入射光按照一定比例或特定波长进行拆分,并将其输出到相应的端口上。
2.2 应用场景光纤分光器在通信领域起着重要作用。
它可以在传输过程中对多个波长或不同功率的信号进行处理与分离,同时还可以提供保护和监测功能。
以下是一些主要应用场景:1. 光纤通信系统:在密集波分复用(DWDM)系统中,利用光纤分光器可以将多个波长的信号进行合并和拆分,实现高容量、长距离传输。
2. 光网络监测:通过使用适当配置的光纤分光器,可以实时监测光纤传输中的信号质量、功率衰减等参数,提供网络维护和故障排除的支持。
光器件在高压开关柜温度监测中的应用

文章编 号 :6 1 6220 )6 06 3 17 —96 (070 —04 —0
光器 件 在 J 开 柜 温 监测 中 的应 用 高压 关 度 同. 卫丌
黄通情 苏伟 达2 ,
( . 建 医科 大 学基 础 医学 院 , 建 福 州 300 ; 1福 福 507 2福 建师 范大 学物理 与光 电信 息科技 学 院 , 建 福 州 300 ) . 福 507
由于采用 了开集 电极 电路 , 因此 , 此接收器兼容 T 及 C S电平 。工作温度范围为 一4 几 MO 0~+8 5℃。
11 H B . F R一1 1 速 光 发射 器 44高
图 1 开关柜温度监测装置 系统框图
一
采集 器选用 Meoh i ci r p公司生产的具备 纳瓦技术 的小 型单片机 , 完成对温度数据 的分析 、 编码 与调制 。 本 系统的高速光发射 器采用 H B F R一11 44低功耗高速光发射 器件 , 其光发射波长为 8 n 0 2 m。此发射器 能够 与 以下 四 种光纤配合使用 :0 15m、25 15m、0/4 p 2 0 n F R一11 采用 了双镜片 的光学 系统 使得 光发射 效率高 , 5/ 2p 6 . 2p 10 10 m、0 t 。H B / a 44
摘 要: 介绍了HB F R一11 光发射 器和 H B 44 F R一21 光接收器的主要特点及其应 用于高压开 关柜温 42 度监 测装置的硬 件电路及软件设计 , 验证 了采 用该光发射器和光接 收器可以进行 可靠的温度
监 测 与 远 程 通信 , 满足 开 关柜 内开 关 触 点 温度 的远 程 监 测 要 求 。 关键 词 : H B F R一11 ; F R一2 1 ; 发 射 器 ; 接 收 器 ; 关柜 44 H B 4 2 光 光 开 中 图 分 类 号 : T 26T 7 N5 M 3
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光器件及其应用
光器件指的是利用光学原理来控制、产生、调制光信号的电子元件,主要包括光电二极管、光电探测器、激光器、LED等。
这些光器件主要应用于通信、传感器、光学储存、医疗和激光加工等领域。
在通信领域,光器件被广泛应用于光通信和光纤通信中。
例如光
电二极管和光电探测器用于光信号的接收和检测,光纤放大器用于光
信号的放大,激光器和LED用于光信号的发射。
在传感器领域,光器件也被广泛应用于环境监测、生物医学、机
器视觉等方面。
例如激光雷达用于测距、测速,光纤传感器用于温度、压力的监测,荧光显微镜用于生物医学中的细胞成像。
在光学储存领域,激光器和LED也发挥了重要作用。
例如CD、DVD、蓝光光盘就是利用激光器和LED来读取和写入信息的。
在医疗领域,激光器被广泛应用于近视手术、皮肤美容等方面。
例如,激光近视手术就是利用激光器来重新塑造角膜形状,从而减轻
近视程度。
在激光加工领域,激光器被广泛应用于材料加工、微纳加工等方面。
例如,利用激光器进行切割、焊接、打孔等操作,可以实现高精度、高速、无接触的加工过程。