Optoelektronika
<s>Optoelektronika (grč. ὀπτιϰός: vidni) ili fotoelektronika je područje elektrotehnike koje povezuje optiku (točnije, područje vidljivog i bliskog infracrvenog elektromagnetskoga zračenja) i elektroniku, a sve se više primjenjuje u televizorima, mobitelima, uređajima za rad kompaktnih diskova, optičkim čitačima u trgovini, optičkim telekomunikacijama i drugdje.</s><s>Optoelektronički uređaji pretvaraju električni signal u optički ili obrnuto, a pritom se obavlja i modulacija, odnosno demodulacija, električnoga signala.</s><s>U te se uređaje ubrajaju i laseri, danas najčešće laserske diode (LD) izvedene u poluvodičkoj tehnici, i svjetleće diode (LED), koje električni signal pretvaraju u optički (elektrooptička pretvorba), te PIN i lavinske (APD) fotodiode, koje optički signal pretvaraju u električni (optoelektronička pretvorba).</s><s>U svjetlovodnim komunikacijskim sustavima LD i LED diode se nazivaju izvorima signala, a PIN i APD fotodiode detektorima signala, koji su sastavni dio prijamnika.</s><s>Elektronička informacija (zvuk, slika, podatci) može se modulirati na optički val nosilac unutar LD i LED dioda (izravna modulacija) ili se primjenjuje vanjski modulator.</s><s>LED diode rade na načelu spontane (samonikle) emisije fotona, imaju širok spektar vlastitoga zračenja, malenu širinu modulacijskoga spektra te manju optičku snagu od LD dioda.</s><s>Prednosti su im malena temperaturna ovisnost i niska cijena.</s><s>Danas se najčešće primjenjuju izvan područja komunikacijskih sustava (različite vrste signalizacije, optički čitači, ukrasno osvjetljenje, industrija zabave), a u komunikacijskim sustavima sve češće ih zamjenjuju laserske diode VCSEL (akronim od engl.</s><s>Vertical Cavity Surface Edge Laser).</s><s>LD diode zapravo su poluvodički laseri koji rade na načelu stimulirane emisije.</s><s>Imaju rezonantnu strukturu koja služi kao povratna veza pri pojačanju signala, malih su izmjera, velike izlazne optičke snage i oštre spektralne linije (uzak spektar vlastitoga zračenja) te širokoga modulacijskog spektra.</s><s>Nedostatak im je temperaturna ovisnost.</s><s>Najpopularnije su laserske diode s raspodijeljenom povratnom vezom (DFB, akronim od engl.</s><s>Distributed Feed-Back), s raspodijeljenom Braggovom refleksijom (DBR, akronim od Distributed Bragg Reflection), te diode VCSEL, koje se u različitim izvedbama vrlo brzo razvijaju.</s>

<s>Na kraju optičkoga komunikacijskog sustava detektira se oslabljen i izobličen signal pa je zato fotodetektor najkritičnije mjesto cijeloga sustava.</s><s>Detektorske PIN i APD fotodiode na načelu unutarnjeg fotoelektričnog učinka (fotoefekta) pretvaraju tok fotona, koji padaju na intrinsično područje poluvodiča, u tok elektrona i šupljina (električnu struju koja se često naziva i fotostrujom).</s><s>PIN i APD fotodiode sastoje se od p-dopiranoga i n-dopiranoga poluvodičkog materijala, između kojih se nalazi intrinsično područje, a APD fotodioda ima i p+ područje dodatnoga pojačanja, u kojem već nastali nosioci (elektroni i šupljine) mogu stvarati nove parove (koji se sastoje od elektrona i šupljinâ) i time povećati izlaznu fotostruju.</s><s>Taj se proces naziva lavinski proces.</s><s>Zbog svojstva dodatnoga unutarnjeg pojačanja, APD fotodiode služe za detekciju (otkrivanje) slabih signala.</s><s>Optički detektori trebaju imati veliku osjetljivost, to jest što manju struju tame (struju koja teče kroz diodu u odsutnosti optičkoga signala) i što djelotvorniju pretvorbu optičkog u električni signal, nisku razinu vlastitih šumova – šum vlastitoga fotoelektričnog ili multiplikativnoga procesa diode te termički šum, mogućnost detektiranja signala u što širem frekvencijskom pojasu, te kratko vrijeme odziva (brze promjene jakosti ili intenziteta, odnosno snage optičkoga signala moraju se što vjernije preslikati u brze promjene električne struje).</s><s>Snažan razvoj optoelektronike najviše je bio potaknut naglim razvojem optičkih komunikacija.</s><s>Danas se optoelektronika, osim u komunikacijske svrhe, primjenjuje i u računalnoj tehnici, prijevozu, industriji, medicini, zaštiti okoliša i drugom.</s>

<s>Fotoćelija i fotodetektor 
Fotoelektrični učinak se primjenjuje kod fotoćelije.</s><s>Fotoćelija se sastoji od dviju elektroda, utaljenih u staklenu cijev, koja je po izgledu slična elektronskoj cijevi.</s><s>Fotoćelija je napunjena plemenitim plinom pod slabim tlakom, jer taj plin kemijski ne reagira s metalima.</s><s>Katoda fotoćelije je obično navlaka metala cezija na srebrnoj podlozi.</s><s>Nasuprot katodi nalazi se anoda u obliku prstena s tankom mrežicom tako da kroz nju svjetlost može stići na katodu.</s>

<s>Spojimo li anodu s pozitivnim polom baterije, a katodu preko miliampermetra s negativnim polom, miliampermetar neće pokazivati nikakav otklon.</s><s>Tek kada se katoda osvijetli, otklonit će se kazaljka miliampermetra.</s><s>U prvom slučaju električna struja ne teče zato što u fotoćeliji ne postoji veza između katode i anode.</s><s>Između njih postoji samo električno polje zbog priključenog električnog napona.</s><s>U drugom slučaju, kada na fotoćeliju padaju zrake svjetlosti, svjetlost izbija iz katode elektrone koje privlači anoda, i time se zatvara strujni krug u fotoćeliji.</s><s>Ta pojava omogućuje da svjetlosnu energiju možemo pretvarati u električnu.</s><s>Fotoćelija ima veliku primjenu u industriji, tonskoj obradi i televiziji.</s>

<s>Izvori</s>

<s>Grane elektronike
Optika</s>

