luminentinc.com

Elektronika memainkan peran penting dalam eksplorasi luar angkasa, mulai dari sistem navigasi satelit hingga alat komunikasi di wahana antariksa. Namun, lingkungan di luar angkasa sangat ekstrem dan penuh tantangan, seperti radiasi kosmik, suhu ekstrem, dan hampa udara. Artikel ini akan membahas bagaimana rangkaian elektronik dirancang agar dapat bertahan dan beroperasi dengan optimal dalam kondisi luar angkasa.

Tantangan Elektronika di Luar Angkasa

1. Radiasi Kosmik dan Efeknya

Salah satu tantangan utama yang dihadapi oleh sistem elektronik di luar angkasa adalah radiasi kosmik. Radiasi ini terdiri dari partikel bermuatan tinggi yang dapat merusak komponen elektronik. Ada dua efek utama dari radiasi terhadap perangkat elektronik:

• Single Event Effects (SEE): Terjadi ketika partikel bermuatan tinggi bertabrakan dengan transistor dalam sirkuit, menyebabkan lonjakan arus listrik yang dapat mengubah fungsi perangkat secara tiba-tiba.
• Total Ionizing Dose (TID): Akumulasi radiasi seiring waktu yang dapat menyebabkan degradasi material semikonduktor dan perubahan karakteristik kelistrikan komponen.

2. Suhu Ekstrem

Di luar angkasa, suhu dapat berubah drastis tergantung pada paparan sinar matahari. Misalnya, di orbit rendah Bumi, suhu bisa mencapai +120°C saat terkena sinar matahari dan turun hingga -100°C dalam bayangan Bumi. Perubahan suhu ekstrem ini dapat menyebabkan pemuaian dan penyusutan material yang dapat merusak rangkaian elektronik.

3. Hampa Udara

Ketiadaan atmosfer di luar angkasa menyebabkan beberapa tantangan unik bagi perangkat elektronik, seperti:

• Konduksi panas yang buruk, sehingga memerlukan sistem pendingin pasif atau aktif yang efektif.
• Potensi outgassing, yaitu pelepasan gas dari material yang dapat menyebabkan kontaminasi optik atau gangguan pada komponen lain.

Strategi Perlindungan Elektronika di Luar Angkasa

1. Penggunaan Material yang Tahan Radiasi

Para insinyur menggunakan material khusus yang tahan terhadap efek radiasi, seperti:

• Semikonduktor radiasi-toleran, seperti Silicon-on-Insulator (SOI) atau Gallium Arsenide (GaAs), yang lebih tahan terhadap radiasi dibandingkan silikon konvensional.
• Shielding atau pelindung radiasi, seperti lapisan logam untuk mengurangi dampak partikel bermuatan tinggi pada sirkuit elektronik.

2. Redundansi dan Fault-Tolerant Design

Karena kegagalan perangkat elektronik bisa berakibat fatal dalam misi luar angkasa, sistem dirancang dengan redundansi dan toleransi kesalahan, termasuk:

• Triple Modular Redundancy (TMR), yaitu penggunaan tiga komponen identik yang bekerja secara bersamaan untuk meningkatkan keandalan. Jika satu gagal, dua lainnya tetap dapat berfungsi.
• Self-repairing circuits, yang dapat mendeteksi dan mengisolasi bagian yang rusak, lalu mengaktifkan jalur cadangan.

3. Pengelolaan Suhu yang Efektif

Karena tidak ada udara untuk menghantarkan panas, sistem pendingin aktif dan pasif digunakan:

• Radiator termal, yang membantu menghilangkan panas berlebih dengan memancarkannya ke luar angkasa.
• Heat pipes, yang menggunakan cairan kerja untuk mendistribusikan panas ke daerah yang lebih luas.
• Insulasi termal, seperti Multi-Layer Insulation (MLI), untuk melindungi perangkat dari perubahan suhu ekstrem.

4. Penggunaan Teknologi Listrik yang Stabil

Di luar angkasa, catu daya harus stabil dan andal. Oleh karena itu:

• Sistem tenaga surya dengan baterai cadangan digunakan untuk memastikan pasokan daya tetap tersedia.
• Voltage regulation circuits membantu menjaga kestabilan tegangan meskipun terjadi variasi daya.

Contoh Aplikasi Elektronika di Luar Angkasa

1. Satelit Komunikasi

Satelit komunikasi menggunakan sistem elektronik canggih yang memungkinkan transmisi sinyal dari dan ke Bumi. Perangkat ini harus tahan terhadap radiasi dan memiliki sistem cadangan yang baik agar dapat terus beroperasi selama bertahun-tahun.

2. Wahana Penjelajah Mars

Rover seperti Curiosity dan Perseverance menggunakan rangkaian elektronik yang dirancang untuk menghadapi kondisi ekstrem di Mars, termasuk debu dan fluktuasi suhu yang tajam.

3. Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS)

Elektronika di ISS harus bekerja dalam lingkungan mikrogravitasi dengan sistem pendingin yang canggih untuk menghindari overheating.

Masa Depan Elektronika di Luar Angkasa

Dengan semakin berkembangnya teknologi luar angkasa, para ilmuwan terus mencari cara untuk meningkatkan daya tahan dan efisiensi perangkat elektronik. Beberapa inovasi yang sedang dikembangkan meliputi:

• Material baru berbasis graphene atau nanoteknologi, yang lebih tahan terhadap radiasi dan memiliki konduktivitas termal yang lebih baik.
• Komputasi kuantum, yang dapat meningkatkan kecepatan pemrosesan data di luar angkasa.
• AI dan machine learning untuk pemeliharaan mandiri, memungkinkan perangkat mendeteksi dan memperbaiki kesalahan secara otomatis.

Kesimpulan

Elektronika di luar angkasa menghadapi tantangan berat akibat lingkungan ekstrem, termasuk radiasi tinggi, suhu ekstrem, dan hampa udara. Namun, dengan desain tahan radiasi, sistem redundansi, dan teknologi manajemen suhu yang efektif, perangkat ini dapat bertahan dan berfungsi dengan baik. Seiring perkembangan teknologi, masa depan eksplorasi luar angkasa akan semakin bergantung pada inovasi elektronik yang lebih canggih dan andal.

Baca juga : Masa Depan AR: Bagaimana Optoelektronika Membentuk Realitas Hybrid

Augmented Reality (AR) terus berkembang pesat dan menjadi salah satu inovasi teknologi yang paling menjanjikan dalam beberapa dekade terakhir. Dengan semakin canggihnya perangkat dan sistem optoelektronika, AR kini mampu menghadirkan realitas hybrid yang lebih imersif, menggabungkan dunia fisik dengan dunia digital secara seamless. Dalam artikel ini, kita akan membahas bagaimana optoelektronika berperan dalam membentuk masa depan AR serta dampaknya pada berbagai sektor industri.

Apa Itu Optoelektronika?

Optoelektronika adalah cabang ilmu yang menggabungkan optik dan elektronik untuk menciptakan sistem yang dapat memancarkan, mendeteksi, dan mengontrol cahaya. Teknologi ini menjadi kunci utama dalam pengembangan perangkat AR, mulai dari display transparan, sensor optik, hingga pemetaan spasial yang akurat. Berkat kemajuan dalam bidang ini, perangkat AR dapat menampilkan visual yang lebih tajam, responsif, dan realistis.

Peran Optoelektronika dalam Pengembangan AR

1. Layar dan Display Canggih

Layar yang digunakan dalam perangkat AR harus mampu menyajikan gambar berkualitas tinggi dengan transparansi optimal. Optoelektronika memungkinkan penggunaan teknologi seperti OLED (Organic Light-Emitting Diode) dan MicroLED, yang memberikan tingkat kontras tinggi serta konsumsi daya yang lebih efisien. Selain itu, teknologi waveguide optics memungkinkan tampilan holografik yang lebih jernih dan realistis.

2. Sensor Optik dan Pemetaan Spasial

Sensor optik sangat penting dalam AR untuk memahami lingkungan sekitar pengguna. Teknologi seperti LiDAR (Light Detection and Ranging) dan Time-of-Flight (ToF) cameras memungkinkan perangkat AR untuk mengenali objek, mengukur jarak, dan membuat model tiga dimensi secara real-time. Dengan demikian, pengalaman AR dapat disesuaikan dengan kondisi lingkungan secara lebih presisi.

3. Interaksi Berbasis Gestur dan Eye-Tracking

Optoelektronika juga memungkinkan pengembangan eye-tracking dan gesture recognition, yang meningkatkan cara pengguna berinteraksi dengan konten digital. Dengan teknologi ini, pengguna tidak lagi bergantung pada kontroler fisik, melainkan dapat mengontrol antarmuka hanya dengan gerakan mata atau tangan. Hal ini membuka peluang besar untuk aplikasi AR dalam dunia gaming, pendidikan, hingga industri kesehatan.

4. Teknologi Optical Waveguide untuk Kacamata AR

Salah satu tantangan terbesar dalam pengembangan AR adalah menciptakan perangkat yang ringan dan nyaman digunakan. Optical waveguide adalah teknologi yang memungkinkan informasi visual ditampilkan langsung pada lensa kacamata tanpa menghalangi penglihatan pengguna. Dengan bantuan optoelektronika, tampilan AR dapat diintegrasikan secara natural ke dalam dunia nyata, menciptakan pengalaman yang lebih mulus.

Realitas Hybrid: Menggabungkan Dunia Nyata dan Digital

Dengan bantuan optoelektronika, realitas hybrid menjadi lebih nyata dan bermanfaat dalam berbagai aspek kehidupan. Berikut beberapa sektor yang mengalami transformasi berkat AR dan optoelektronika:

1. Industri Kesehatan

Dalam bidang medis, AR digunakan untuk meningkatkan akurasi prosedur bedah dengan overlay visual yang menampilkan informasi real-time tentang organ pasien. Dokter dapat menggunakan AR untuk memandu operasi dengan lebih presisi, mengurangi risiko kesalahan, serta meningkatkan efisiensi dalam diagnosis dan perawatan pasien.

2. Pendidikan dan Pelatihan

Dengan bantuan AR, proses pembelajaran menjadi lebih interaktif dan efektif. Teknologi ini memungkinkan siswa untuk berinteraksi dengan model tiga dimensi, seperti anatomi tubuh manusia atau struktur molekuler, yang tidak dapat diakses secara fisik di dalam kelas. Pelatihan teknis, seperti di bidang penerbangan dan teknik mesin, juga semakin dimudahkan dengan simulasi AR yang lebih realistis.

3. Manufaktur dan Pemeliharaan Industri

Di sektor industri, AR digunakan untuk memberikan panduan visual dalam perakitan produk dan pemeliharaan peralatan. Teknisi dapat melihat instruksi langsung di lapangan melalui kacamata AR, mengurangi kebutuhan akan manual cetak serta meningkatkan efisiensi kerja.

4. Perdagangan dan Retail

E-commerce dan toko fisik semakin mengadopsi AR untuk meningkatkan pengalaman belanja. Pelanggan dapat mencoba pakaian, aksesori, atau furnitur secara virtual sebelum melakukan pembelian, mengurangi ketidakpastian dalam belanja online dan meningkatkan kepuasan pelanggan.

Tantangan dan Masa Depan Optoelektronika dalam AR

Meskipun perkembangan optoelektronika dalam AR sangat pesat, masih ada beberapa tantangan yang harus diatasi, seperti:

• Ukuran dan Berat Perangkat: Pengembangan kacamata AR yang lebih ringan dan nyaman masih menjadi prioritas utama.
• Daya Tahan Baterai: AR membutuhkan konsumsi daya tinggi, sehingga dibutuhkan inovasi dalam baterai dan efisiensi energi.
• Keamanan dan Privasi: Dengan semakin banyaknya sensor yang mengumpulkan data lingkungan, perlindungan privasi pengguna menjadi hal yang penting.
• Harga dan Aksesibilitas: Agar dapat digunakan oleh masyarakat luas, harga perangkat AR perlu semakin terjangkau.

Namun, dengan terus berkembangnya teknologi optoelektronika, solusi untuk tantangan ini kemungkinan besar akan ditemukan dalam beberapa tahun ke depan.

Kesimpulan

Optoelektronika memainkan peran sentral dalam perkembangan Augmented Reality, memungkinkan pengalaman realitas hybrid yang semakin canggih dan interaktif. Dengan kemajuan dalam layar, sensor, dan sistem pemetaan spasial, AR dapat diterapkan di berbagai industri, mulai dari kesehatan hingga retail. Meskipun masih ada beberapa tantangan yang perlu diatasi, prospek AR dalam menciptakan dunia yang lebih terhubung dan imersif tampak sangat menjanjikan. Dengan terus berkembangnya inovasi di bidang ini, tidak mengherankan jika dalam waktu dekat, AR akan menjadi bagian tak terpisahkan dari kehidupan sehari-hari kita.

Baca juga : Jenis Perangkat Optoelektronika dengan Aplikasi

Optoelektronika adalah komunikasi antara optik dan elektronik yang mencakup studi, desain, dan pembuatan perangkat perangkat keras yang mengubah 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. Perangkat Optoelektronik pada dasarnya adalah perangkat elektronik yang melibatkan cahaya.

Perangkat ini dapat ditemukan di banyak aplikasi optoelektronik seperti layanan militer, telekomunikasi, sistem kontrol akses otomatis , dan peralatan medis.

Jenis Perangkat Optoelektronika

Optoelektronika digolongkan ke dalam berbagai jenis seperti

Foto Diode

Dioda foto adalah sensor cahaya semikonduktor yang menghasilkan tegangan atau arus ketika cahaya jatuh di persimpangan.

Ini terdiri dari persimpangan PN aktif, yang dioperasikan dalam bias terbalik.

Ketika foton dengan banyak energi menyerang semikonduktor, pasangan elektron atau lubang dibuat.

Elektron berdifusi ke persimpangan untuk membentuk medan listrik.

Medan listrik ini melintasi zona penipisan sama dengan tegangan negatif melintasi dioda yang tidak bias.

Metode ini juga dikenal sebagai efek fotolistrik dalam.

Perangkat ini dapat digunakan dalam tiga mode: fotovoltaik sebagai sel surya, bias maju sebagai LED dan sebaliknya bias sebagai detektor foto.

Foto dioda digunakan dalam banyak 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 pada 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 energi mereka untuk kehilangan elektron; dan kemudian, elektron berenergi tinggi ini mengalir ke sirkuit eksternal.

Sel surya berlaku dalam elektrifikasi pedesaan, sistem telekomunikasi, alat bantu navigasi laut, sistem pembangkit tenaga listrik di ruang angkasa dan pemantauan jarak jauh dan sistem kontrol.

Dioda Pemancar Cahaya

Dioda pemancar cahaya adalah dioda semikonduktor PN di mana rekombinasi elektron dan lubang menghasilkan foton.

Ketika dioda bias secara elektrik ke arah maju, ia memancarkan cahaya spektrum sempit yang tidak koheren.

Ketika tegangan diterapkan pada kabel LED, elektron bergabung kembali dengan lubang di dalam perangkat dan melepaskan energi dalam bentuk foton, informasi lebih lengkap tentang LED bisa dlihat di http://dimabosway.com/.

Efek ini disebut elektroluminesensi. Ini adalah konversi energi listrik menjadi cahaya.

Warna cahaya ditentukan oleh celah pita energi material.

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 biasanya mencakup tiga lapisan konsentris: inti , kelongsong dan jaket.

Inti, daerah transmisi cahaya serat, adalah bagian tengah serat, yang terbuat dari silika.

Cladding, lapisan pelindung di sekitar inti, terbuat dari silika.

Ini menciptakan pandu gelombang optik yang membatasi cahaya dalam inti dengan refleksi total pada antarmuka kelongsong inti.

Jaket, lapisan non-optik di sekitar kelongsong, biasanya terdiri dari satu atau lebih lapisan polimer yang melindungi silika dari kerusakan fisik atau lingkungan.

Kabel ini digunakan dalam telekomunikasi, sensor, serat laser, bio-medis dan di banyak industri lainnya.

Keuntungan menggunakan kabel serat optik termasuk bandwidth yang lebih tinggi, lebih sedikit degradasi sinyal, bobot dan ketipisan dari kawat tembaga, efektivitas biaya, fleksibilitas, dan karenanya mereka digunakan dalam sistem pencitraan medis dan mekanik, sumber informasi http://bukamabosway.com/.

Dioda Laser

Laser (amplifikasi cahaya oleh stimulasi emisi radiasi) adalah sumber cahaya yang sangat monokromatik, koheren dan terarah.

Ini beroperasi di bawah kondisi emisi terangsang. Fungsi dioda laser adalah untuk mengubah energi listrik menjadi energi cahaya seperti dioda inframerah atau LED.

Sinar laser khas memiliki 4 × 0,6mm memanjang 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

Ketika tegangan diterapkan di persimpangan PN, inversi populasi elektron diproduksi, dan kemudian sinar laser tersedia dari wilayah semikonduktor.

Ujung-ujung persimpangan PN dioda laser memiliki permukaan yang dipoles, dan karenanya, foton yang dipancarkan memantulkan kembali untuk menciptakan lebih banyak pasangan elektron.

Dengan demikian, foton yang dihasilkan akan berada dalam fase dengan foton sebelumnya.

Silikon adalah bahan utama dalam rekayasa elektronik. Semua teknologi informasi dan komputasi yang memainkan peran kunci dalam peradaban modern didasarkan pada silikon: komputer, komunikasi, astronotika, biomedis, robotika, dan banyak lagi.

Menurut Alexey Mikhaylov yang merupakan Seeorang penjudi di situs www.bukamaha.net dan  Kepala laboratorium di Institut Penelitian Fisika dan Teknologi Universitas Lobachevsky, batu sandungan utama dalam upaya meningkatkan kecepatan sirkuit terpadu adalah kecepatan terbatas rambatan sinyal listrik pada kabel interkoneksi logam. “Ini membutuhkan penggantian interkoneksi logam dengan pandu gelombang optik dan, dengan demikian, transisi dari elektronik tradisional ke optoelektronika, di mana elemen aktifnya adalah penghasil dan penerima cahaya daripada transistor,” kata Alexey Mikhaylov.

Penjelasan Keuntungan Implantasi Ion Silicon Dalam Optoelektronika

Silicon menunjukkan kinerja yang memuaskan sebagai penerima cahaya, tetapi, tidak seperti semikonduktor A3B5, adalah penghasil cahaya yang buruk karena celah pita tidak langsung dari semikonduktor ini. Fitur struktur elektroniknya ini, menurut hukum mekanika kuantum, secara tegas melarang emisi cahaya (pendaran) di bawah eksitasi eksternal.

“Akan sangat tidak diinginkan untuk menolak dari silikon pada tahap baru, karena kita harus meninggalkan teknologi yang dikembangkan dengan sempurna untuk produksi massal dari sirkuit terpadu. Ini akan melibatkan biaya bahan yang sangat besar, belum lagi masalah lingkungan yang timbul ketika bekerja dengan Bahan A3B5, “kata Profesor David Tetelbaum, Peneliti Terkemuka di Universitas Lobachevsky.

Para ilmuwan yang bermain taruhan online di mahakita.org berusaha menemukan jalan keluar dari situasi ini dengan menggunakan silikon nanokristalin, atau dengan melapisi silikon dengan film dari bahan pemancar cahaya lainnya. Namun, emisivitas (efisiensi pendaran) dari nanocrystals silikon masih tidak cukup untuk aplikasi praktis.

Selain itu, silikon nano-kristal memancarkan di daerah di tepi “merah” dari radiasi terlihat, sementara banyak aplikasi teknis, khususnya dalam teknologi komunikasi serat optik, membutuhkan panjang gelombang yang lebih panjang (sekitar 1,5 μm). Namun, penggunaan lapisan material “asing” pada substrat silikon tidak kompatibel dengan teknologi silikon tradisional.

Cara efektif untuk mengatasi masalah ini adalah dengan memperkenalkan jenis cacat linear khusus yang dikenal sebagai dislokasi pada silikon. Para peneliti telah sampai pada kesimpulan bahwa konsentrasi tinggi dislokasi dapat dicapai di lapisan permukaan silikon dengan menyinari dengan ion silikon dengan energi dari urutan seratus keV dan kemudian menganilnya pada suhu tinggi. Dalam hal ini, silikon memancarkan cahaya tepat pada panjang gelombang yang tepat — mendekati 1,5 μm.

“Intensitas pendaran tampaknya tergantung pada kondisi implantasi dan anil. Namun, masalah utama dengan pendaran terkait dislokasi adalah bahwa ia paling menonjol pada suhu rendah (di bawah ~ 25 K) dan meluruh dengan cepat ketika suhu naik. Oleh karena itu, Sangat penting untuk menemukan cara untuk meningkatkan stabilitas termal dari luminescence terkait dislokasi, “lanjut Alexey Mikhaylov.

Para ilmuwan Universitas Lobachevsky bersama dengan rekan-rekan mereka dari Institut RAS Fisika Solid State (Chernogolovka) dan Universitas Teknik Negeri Alekseev (Nizhny Novgorod) telah membuat kemajuan yang signifikan dalam menyelesaikan masalah ini dengan dukungan dari Yayasan Rusia untuk Riset Dasar (hibah No. 17-02-01070).

Sebelumnya, ditemukan bahwa salah satu cara untuk mencapai photoluminescence terkait dislokasi dalam sampel silikon adalah dengan menanamkan ion silikon menjadi silikon (self-implantation) dengan anil berikutnya. Ini terbukti bukan satu-satunya manfaat teknologi implantasi, ketika tim dari Universitas Lobachevsky menemukan bahwa doping ion boron tambahan dapat meningkatkan pendaran. Namun, fenomena peningkatan sifat pendaran saja tidak menyelesaikan masalah utama. Selain itu, masih belum jelas bagaimana doping ion boron mempengaruhi stabilitas termal luminesensi, yang merupakan parameter utama, dan dalam kondisi apa (jika ada) efek seperti itu akan paling jelas.

Dalam studi ini, para ilmuwan telah mengkonfirmasi secara eksperimental peningkatan stabilitas termal silikon yang didoping dengan ion boron. Selain itu, efeknya secara nonmonotonik tergantung pada dosis boron, dan dalam kisaran dosis tertentu, maksimum kedua yang diucapkan di wilayah 90 hingga 100 K muncul pada intensitas versus kurva suhu, bersama dengan suhu rendah biasanya di wilayah 20 K.

“Penting untuk dicatat bahwa efek” menguntungkan “boron adalah unik dalam arti bahwa penggantian ion boron oleh pengotor akseptor lain tidak mengarah pada efek yang dijelaskan di atas. Setelah menyempurnakan mode doping ion boron dan perlakuan panas dari sampel silikon di mana pusat-pusat luminesensi terkait dislokasi dibentuk oleh iradiasi dengan ion silikon, kami telah menemukan bahwa dengan dosis tertinggi ion boron yang digunakan sebelumnya dan perlakuan panas tambahan pada 830 ° C, adalah mungkin untuk mencapai tingkat luminesensi yang terukur. pada suhu kamar, “simpul Profesor Tetelbaum.

Hasil yang diperoleh selama optimasi lebih lanjut dari implantasi dan kondisi perlakuan panas mencerahkan prospek untuk aplikasi silikon dalam optoelektronik.

perangkat optoelektronik adalah daerah berkembang pesat dari teknologi yang berkaitan dengan pelaksanaan perangkat elektronik ke sumber, deteksi dan kontrol cahaya. Hal ini digunakan untuk berbagai keperluan, seperti telekomunikasi, pengawasan dan deteksi panjang gelombang Li RAF menghubungkan fotonik microwave, peralatan medis dan pengetahuan umum. Sebagai informasi tambahan apabila anda sedang mencari situs judi online terpercaya di Indonesia anda dapat mengunjungi situs https://www.depoxitovip.net/ Telekomunikasi menggunakan serat optik dan mesin X-ray di rumah sakit adalah beberapa contoh dari teknologi ini. Artikel ini memberikan gambaran singkat tentang dasar-dasar Optoelektronik, prinsip-prinsip perangkat optoelektronik, aplikasi dan prospek masa depan dari operasi.

Apa itu Optoelektronika

Dalam konteks ilmiah, Optoelektronik berurusan dengan studi dan penerapan perangkat elektronik yang berinteraksi dengan cahaya untuk mendeteksi cahaya, penciptaan dan eksploitasi untuk berbagai keperluan. Ini termasuk gamma, X, ultraviolet, sinar cahaya inframerah dan terlihat. Ini juga mencakup studi, desain dan pembuatan peralatan yang memfasilitasi konversi sinyal listrik menjadi foton.

perangkat optoelektronik terutama adalah transduser yang dapat mengkonversi salah satu bentuk energi ke bentuk energi lainnya. Perangkat ini menghasilkan cahaya dengan melepaskan energi listrik. Mereka juga mampu mendeteksi cahaya dan mengubah sinyal cahaya menjadi sinyal listrik untuk pengolahan oleh komputer. Seperti penelitan yang dilakukan oleh http://www.bukadepoxito.net/

perangkat optoelektronik memanfaatkan efek mekanika kuantum cahaya. Properti ini terutama digunakan dalam bahan yang digunakan dalam pembuatan semikonduktor. Disebutkan di bawah ini adalah beberapa efek cahaya.

Fotoelektrik Atau Fotovoltaik

Di sini, cahaya diubah langsung menjadi listrik. Sel surya adalah penggunaan terbaik dari efek konversi langsung ini.

Fotokonduktivitas

Elektron-melakukan materi oleh fenomena listrik. Hal ini diperoleh dengan penyerapan radiasi elektromagnetik seperti UV, inframerah dan cahaya tampak. Biasanya, digunakan dalam sensor biaya perangkat imaging (CCD).

Stimulasi Emisi

Dalam metode ini, sebuah molekul energi yang berinteraksi dengan foton cahaya. Interaksi ini mengurangi tingkat energi dari foton dan menyebabkan pelepasan atau emisi foton yang tepat. Hal ini kemudian ditransfer ke medan elektromagnetik. Quantum Cascade Laser dan laser dioda menggunakan proses ini.

Rekombinasi Radiatif

Dalam pendekatan ini terjadi dalam transfer elektron semikonduktor dari pita valensi ke pengemudi. Hal ini memiliki efek proses rekombinasi dan mendukung keputusan yang menghasilkan cahaya. Aplikasi LED prinsip ini untuk produksi bahan ringan.

Prinsip Kerja Sistem Komunikasi Optoelektronik

perangkat optoelektronik sistem komunikasi biasanya terdiri dari komponen, yaitu:

1. Sumber cahaya
2. Pemancar optik
3. Optocoupler
4. Serat optik
5. Transduser
6. Penerima optik atau detektor

1. Sumber cahaya

Cahaya yang dipancarkan oleh fungsi sumber sebagai input ke pemancar optik. LED dan dioda laser digunakan sebagai sumber cahaya tergantung pada aplikasi. Mereka menghasilkan masukan sinyal listrik ke sistem komunikasi.

2. Pemancar optik

Pemancar optik mengkonversi sinyal yang diterima oleh dioda laser atau LED keluaran optik.

3. Optocoupler

mentransfer coupler fotografi sinyal listrik antara dua sirkuit terisolasi melalui jalur dari ruang transmisi serat optik atau pandu. Ini juga menyediakan isolasi tegangan tinggi.

4. Serat optik

Ini bertindak sebagai media transmisi dan membimbing gelombang elektromagnetik dalam spektrum optik.

5. Transduser

Transduser memodulasi sinyal yang proporsional cahaya yang datang berikutnya menjalani kopling sinyal melalui saluran tersebut.

6. Penerima optik atau detektor

dioda dan phototransistor umumnya digunakan sebagai sensor optik. Sebuah sensor cahaya untuk cahaya lampu pada informasi di sana dan kemudian diubah, disimpan atau menerima sinyal-sinyal listrik. Sinyal listrik yang dihasilkan adalah foto-saat ini atau foto-tegangan. Sinyal listrik yang dihasilkan adalah foto-saat ini atau foto-tegangan.

Perangkat Optoelektronik

perangkat optoelektronik terdiri dari berbagai paduan semikonduktor yang ditempatkan pada dukungan. lapisan semikonduktor yang berbeda secara berurutan diendapkan pada substrat selama perluasan kuantum dengan baik daerah aktif laser yang beberapa.

Perubahan mencatat lapisan antara penghalang dan daerah baik. Lubang-lubang dan elektron bergabung dengan baik untuk menghasilkan sinar laser. hambatan Regional digunakan untuk plug lubang dan elektron dalam sumur.

Perangkat optoelektronik terdiri dari:

1. Informasi yang ditampilkan oleh LED
2. Dioda
3. Sistem penginderaan jauh
4. Sel fotovoltaik
Sekarang mari kita lihat beberapa perangkat optoelektronik umum digunakan saat ini.

Dioda

tegangan atau sensor semikonduktor saat ini untuk menghasilkan daftar perempatan lampu cahaya. P-n junction disini mengikat aktif, yang beroperasi dalam keadaan reverse bias. Ketika foton menyerang sepasang fotodioda bersemangat menciptakan elektron berongga.

Elektron kemudian berdifusi ke dalam p-n untuk menghasilkan medan listrik. Medan listrik identik dengan yang ditemukan dalam dioda tegangan negatif tidak bias. Proses ini dikenal sebagai efek fotolistrik. fotodioda dapat digunakan dalam tiga format:

– Fotovoltaik : sel surya
– Bias maju : Sebagai cahaya
– Bias positif : sebagai photodetektor
Mereka digunakan dalam berbagai jenis sirkuit dan aplikasi seperti peralatan medis, kamera, perangkat komunikasi, keamanan dan peralatan industri.

Sel fotovoltaik

sel fotovoltaik untuk mengkonversi energi surya menjadi listrik. Sinar matahari terdiri dari foton. Ketika foton bertabrakan dengan atom dari sel surya silikon, transfer energi terjadi dari foton kehilangan elektron. Ini elektron berenergi tinggi kemudian mengalir melalui sirkuit eksternal.

Sel surya terdiri dari dua lapisan. Yang pertama adalah dalam muatan elektron yang selalu siap untuk pergi ke lapisan kedua. Lapisan kedua memiliki sepasang elektron yang hilang dan karena itu dapat menerima elektron di lapisan pertama.

Artikel terkait : Ilmu Yang Dipelajari Dari Optoelektronika