Ege Üniversitesi Optik Elektronik Ders Notları

Yarıiletken malzemelerin üretim süreçlerinde, ışığın etkisi başlangıçta engelleyici bir faktör olarak görülüyordu. Işık alan yarıiletkenler, hesaplanan performansı sağlayamıyordu. Bu nedenle, malzemeler ışık geçirmez kılıflar içine yerleştirilmek zorundaydı. Ancak 1940’ların sonunda yarıiletken transistörlerin keşfi ile birlikte ışığın kontrollü şekilde kullanılabileceği ortaya çıktı.

Optik Etkilerden Elektrik Üretimine

Yarıiletkenler, ışık yardımıyla akımın denetlenebilmesi ve hatta elektrik enerjisi üretimi için kullanılabileceği keşfedildi. Bu gelişmeler optoelektroniğin temelini attı ve endüstri, bu alanda büyük araştırma yatırımları yapmaya başladı.

Fotoniğin Doğuşu

Işık enerjisinden elektrik üretiminde kullanılan yarıiletkenler, önceleri OPTRONİK, günümüzde ise FOTONİK olarak adlandırılan yeni bir bilim dalının doğmasına yol açtı.

Fotoniğin uygulama alanları sadece ucuz enerji üretimi ile sınırlı kalmadı; özellikle haberleşme ve sayısal elektronikte devrim yarattı. Yarıiletken lazerler ve fiberoptik ağlar, veri aktarımını hızlandırdı ve maliyeti düşürdü.

Fotoniğin Günlük Hayata Katkıları

Lazer teknolojisi ile optik veri depolama ortamları (CD, DVD) kullanıma sunuldu. Günümüzde yapay zeka ve fotonik tabanlı araştırmalar endüstri tarafından desteklenmektedir.

Yarıiletkenlerle üretilen fotodirenç, fotodiyot, fototransistör ve fototristörler, sezme ve denetleme sistemlerinde güvenilir çözümler sunar. Gözle algılanamayan ışık dalga boylarıyla çalışabilme özelliği sayesinde, kullanım kolaylığı ve güvenlik artmaktadır.

Işıl Bağlaştırıcılar / Yalıtıcılar (Optocoupler / Optoisolators)

Optocoupler veya optoisolator olarak bilinen aygıtlar, foton yayıcı bir birim aracılığıyla akımı saydam bir yalıtım üzerinden seziciye aktarır.

Başlangıçta akkor telli veya neon lambalar kullanılırken, günümüzde LED’ler (görünür veya görünmez dalgaboyunda) yaygın olarak kullanılmaktadır.

Yayıcı ve sezici, ortam ışığından korunmak için ışımayı geçirmeyen bir kılıf içinde bulunur. Kullanılan sezici türleri arasında fotodirenç, fotodiyot, fototransistör, fotoFET, fototriyak, fotoSCR veya tümleşik fotodiyot/yükselteç yer alabilir.

Işıl yalıtıcılar, kullanılan seziciye göre farklı giriş, çıkış ve bağlaşım karakteristikleri gösterir. Kızılötesi dalgaboyları yaygın olarak kullanılır ve yayıcı ile sezicinin dalgaboylarının çakışması, optik yalıtıcıların hızını artırır.

Ortalama bir optoisolator Mhz düzeyinde veri aktarabilirken, fiber-optik ağlarda onlarca MHz hızında çalışan aygıtlar da mevcuttur.

İçindekiler Fotoniğin Kullanım Alanları

• Işık ve fotoiletken gözler (LDR’ler)
• Fotodiyotlar ve güneş pilleri
• Fototransistörler
• Fototristörler (LASCR)
• Yayıcılar, IR yayıcılar (IRED)
• Işık yayan diyotlar (LED)
• Işıl bağlaştırıcılar / yalıtıcılar (Optocoupler / Optoisolators)
• Göstergeler ve LED göstergeler
• Sıvı kristal göstergeler (LCD)
• Görüntü seziciler (Image Sensors)
• Laser, katı hal laserler
• Gaz laser ve yarıiletken laserler
• Organik boya (sıvı) laserler
• Laserların endüstriyel kullanımı
• Işık lifleri (Optical Fibers) ve tarihçesi
• Fiberoptik dizgeleri ve yapısı
• Işık liflerinin üretim teknikleri ve özellikleri
• Doğrusallık, uzaklıkla zayıflama, kanal sığası ve bant genişliği
• Uygulama alanları ve avantajlar

Ege Üniversitesi Ege Meslek Yüksekokulu Endüstriyel Elektronik Programı Optik Elektronik Ders Notları Hazırlayan : Öğr. Gör. İLKER ONGUN Emeği geçen Kişilere Teşekkürler.