1-маъруза. Кириш

1-маъруза. Кириш

Оптоэлектроника илмий ва техника йўналишининг бир қисми бўлиб, ярим ўтказгич материалларидаги электрон тебраниши ходисаларини, ахборотларни узатиш ва қабул қилиш, ахборотларни тавсиф қилиш, бир қўринишдан иккинчи кўринишга ўтқазиш, уларни эслаб қолиш, ҳамда сақлаш ходисаларини, электрик-оптик усуллардан фойдаланилган ҳолда ўрганишга асослангандир.

Оптоэлектроникада хозирги замон электрон асбобларидан, лазерларни ишлатишга, галографик қолдиқ эффектига асосланган тизимларга, опторонларга, индикаторларга асосий элемент деб қараш ноўриндир. Шунингдек ҳозирда ўрганилган ёруғлик тўлқинининг ўрганилган  чегараси, чегаравий қийматдир деб қараш ҳам мумкин эмас.
Оптоэлектрон асбоблар деб, ҳалқаро элетротехника комиссиясининг тавсияга асосан, электромагнит тўлқинларни кўринувчи, инфра ёки ултрабинафша қисмларини сезувчи, ҳамда ёруғликнинг когерент тўлқинларини тарқатувчи асбобларга айтилади.
Шу юқорида айтиб ўтилганларга асосан, оптоэлектрониканинг физикавий асосларини қуйидаги жараёнлар ташкил қилади:
Электр сигналларини – оптик сигналларга ўтказиш, оптик сигналларни – электр сигналларига ўтказиш, ёруғлик нурларини хар хил муҳитда тарқалиши, электромагнит тўлқинларини оптик чегаравий қисмини модда билан таъсирланиши.
Оптоэлекетроника илмий – техникавий йўналишининг ривожидаги эришилган юқори натижаларни синтез ҳам қилади. Натижалар шуни кўрсатадики оптоэлектрониканинг асосида квант электроникаси, ярим ўтказгич электроникаси ва технологияси асосий роль ўйнар экан. Буларга қўшимча қилиб фотоэлектрик асбоблар физикаси, электроника, галография, толали оптика, чизиқли бўлмаган оптика, инфра қизил техникаси, ёруғлик техникаси йўналишларини ҳам киритиш лозим.
Оптоэлектроника деганда, кичик хажмли ва қаттиқ жисмли асбоблар ва системалар, тизмларни тушунилади. Бу асбобларни ясаш, хозирги замон интеграл технологияси асосида бажарилади ва улар ўта кичик кўринишга эгадирлар. Ҳар қандай оптоэлектрик тизимларнинг асосини ёруғлик генераторлари ташкил қилиб, улар когерент ёруғлик тарқатувчи (чиқарувчи) лазерлар, ҳамда нокогерент нурлар тарқатувчи ёруғлик диодлари ва бошқалар ташкил қилади. Бу хилдаги тизмлар бир-бирларидан ёруғлик генерациясининг физик хусусиятлари билан ўта фарқ қилади. Бу хусусиятларга: ёруғлик тарқалиши ва қабул қилиниши; қўйилган вазифани катталиги ва муруккаблиги; асбобларни қўлланилишидаги ҳарактеристикаларига қўйиладиган талаблар, ҳамда кўп миқдорда саноатда ишлаб чиқариш; илмий ва техника саноати ходимларини тайёрлаш ва коллектив қилишлар киради.
Буларни хаммасини бир сўз билан айтганда “когерент оптоэлектроника” (когерент нурлар манбалари лазерлар) ва “нокогерент оптоэлектроника” (когерент нурлар ишлатилмайдиган тизимлар) дейилади. Булар орасига аниқ бир чегара қўйиш мумкин эмас бироқ улар орасидаги фарқ жуда катта.
Оптоэлектрониканинг принципиал афзаллиги, асбобларнинг ва тизимларнинг қуйидаги муҳим жиҳатлари билан ажралиб туради.
1. Юқори информацион сиғим ва яъни ёруғликнинг  частотасини қабул қилиши. Бу эса оддий радиотехника тебранишлар частотасидан 10³...10⁵ маротаба катта. Кичик ёруғлик тўлқин узунлиги λ ёрдамида ҳотира элементларида юқори ~10⁸ бит/см² ахборотни сақлай олиши ва ёзиш имконияти борлиги .
2. Ёруғлик нурининг ўткир бурчакда йўқолганлиги, бурчакли бефойда сарфланишни тўлқин узунлигига λ пропорционал бўлиб, унинг қиймати I бирга тенглиги. Бу хусусият эса электромагнит нурларни фойдасиз, йўқотмасдан коинотнинг керакли нуқтасига узатиш имкониятини беради. Кичик электрон тизимларда лазер нурларини, микрон юзали ёруғлик сезувчи ярим ўтказгич юзаларига йўналтирила олинади.
3. Ёруғлик нурини вақт бўйича ҳамда муҳит бўйича модуллаштириш имконияти борлиги. Элементар юзасини ўта кичиклиги ва перпендикуляр тушувчи нурнинг индивидуал модуллаштирилиши учун ажратиб олиш мумкинлигини ( Бу хусусият жуда кенг ва юқори ахборотни тавсифлаб беришга имкон беради. Бундай хусусият юқори имкониятли ҳисоблаш техникаларини яратиш учун жуда мухимдир.
4. Ахборотни электронейтрал фотонлар ёрдамида узатиш (контактсиз узатиш) яъни (механик ва электрик) боғланиш; кириш ва чиқишнинг ўта гальваник боғланиши; ахборотни бир томонга йўналганлиги фотоқабулқилгични орқага қараб ёруғлик манбаи билан боғланмаслиги; юқори тармоқланган коммуникация системаларини яратилиши; оптик каналли боғланиши, электромагнит тўлқинларни таъсирини қабул қилмаслиги, яъни ташқи муҳит таъсиридан ҳимояланганлиги; шунинг учун оптоэлектроника, радиоэлектроника тизимларини янги конструктив хилларини яратишга конструкторларга қулай имконият беради.
5. Кўзгу илғаган образни қабул қилишлиги: ёруғлик сановчи тизимлар, информацион системаларни кириш қисмларини ташкил қилади. Бу оптик кўз деб юритилади.
6. Микроэлектроника асосида яратилган тизимлар, келажак кибернетиканинг асосидир. Улар ўзларининг юқори сиғимлиги, қайта ўзгариши, мосланувчи, образларни тез ўзлаштириши, кўп боғланишлиги билан муҳимдир. Ёруғлик нурларининг ишлатилиши (электр энергиясини ёруғлик энергиясига ва аксинча ўтказиш) функционал микроэлектроникани ривожланишига имконият яратади.
Оптоэлектроникани ривожланишига асосий сабаб, транзисторли электроникани ва интеграл схемали техникани, радиоэлектроникани, микроменитурлашга имкон беради. Мавжуд электрон боғлагичлар, импульсли трансформаторлар, релье, контактлар, разъемлар, транзисторлар билан яхши боғлана олмайди.
Асосий сабаблардан бири механик ҳаракатдаги қисмларнинг кўплиги, катталиги, ишлаш қобилиятининг чекланганлиги, чидамлилиги пастлиги ва нархининг юқорилиги.
Яна мухим камчилиги юқори кучланишларда, электрон нурли трубкалар, чўғланма лампалар, электрон оптик ўзгартиргичларни ишлаши. Бу элементларнинг интеграл схемалар билан қийин боғланиши ўз –ўзидан маълум.
Оптоэлектроника – бу элементлар орасидаги қарама-қаршиликларни енгиб ўтишга имконият яратади. Натижада ҳисоблаш машиналари, автоматик бошқарув системалари, хотира элементлари ва системалари, радиоаппаратлар “оптоэлектрон” кўринишида бўлади.
“Оптоэлектроника” йўналишида ишлаш натижасида ҳозирги замон ахборот техникаси (логик транзисторлар, магнитли плёнкалар, симли алоқа) ўзининг максимал имкониятларига эга бўлади. Яъни уларнинг тезкорлиги ошади ва хажми кичиклашади. Яна бир оптоэлектроникани ютуқли томони ҳозирги замонда кўпайиб ва зичлашиб бораётган ахборотни, таҳлил қилишга, узатишга юқори имконият яратади. Олимларнинг кун тартибида яна янги йўналиш биологик жиҳатли босқичгача “оптоэлектроникани” ривожланиши ётади. Бундай ривожланишнинг асосидаги электрон ҳисоблаш машиналарининг тезкорлик 10¹⁰...10¹¹ бит/с. Бундай вазифани бажариш учун “оптоэлектрониканинг” чегарасиз имкониятларини ишга солиш керак бўлади.
Шундай қилиб оптоэлектроника ўзининг ривожланиш йўналиши бўйича икки йўналиш, микроэлектроника схематехникасини тўлдиришга хизмат қилиши биринчи ўринда, иккинчисида эса бу микроэлектроникани инкор этиб, уни қўшимча функцияни бажариб, ўта янги ахборотни анализ қилувчи техникани барпо этишни таъминлайди.