Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Optoelektronika — elektronika sahəsi. Müasir elektronikanın ən vədedici sahələrindən biridir. İnformasiyanın işlənməsi, saxlanması və ötürülməsi sistemlərində işıq siqnallarının elektrik siqnallarına və əksinə çevrilməsi üsullarının tətbiqini əhatə edir. Optoelektronika radioelektronika və hesablama texnikasının inkişaf mərhələsi kimi meydana çıxmışdır. Optik rəqslərin yüksək tezliyi (1014—1015 hs) cəld işləmənin və ötürülən informasiyanın böyük həcmli olmasının əsasını təşkil edir. Optik tezliyə uyğun olan kiçik dalğa uzunluğu (10−4—10−5 sm-ə qədər) qəbuledici və verici qurğuların, rabitə xətlərinin ölçülərinin kiçildilməsi (mikrominiatürləşmə) üçün zəmindir. Optoelektronikanın əsas elementləri işıq mənbəyi (lazer, işıq diodu), optik mühit (aktiv və passiv) və fotoqəbuledicilərdir. Optoelektronikanın iki inkişaf yolu mövcuddur: əsasını koherent lazer şüası təşkil edən optik (koherent) optoelektronika; optik siqnalların fotoelektrik çevrilməsinə əsaslanan elektrooitik optoelektronika (oitronika). Oitronikada elektrik rabitələri optik rabitələrlə əvəz olunmuşdur. Radioelektronikada analoqları olmayan hesablama texnikasının böyük sistemlərinin, optik rabitələrin, informasiyanın yaddaşda saxlanmasının və emalının yeni prinsipləri və qurulma metodları koherent Optoelektronika ilə əlaqədardır. Funksional koherent optoelektronika və ya inteqral optika inteqral mikroelektronikanın optik analoqudur.
Tarixi
Bir çox hallarda optoelektronikanın yaranması tarixini 1800‐cü ildən – Qerşelin infraqırmızı şüaları kəşf etməsindən hesablayırlar. Əgər məsələyə belə yanaşsaq, yəni optoelektronikanı işıq şüalarının kəşfi ilə bağlasaq, onda daha da qədimə getmək mümkündür. Məsələ burasındadır ki, Bibliyada göstərilir ki, Allah Adam və Həvvanı Dünyanı yaratdıqdan 6 gün sonra yaratdığı halda, işığı elə birinci gün yaradıb. O, işığı görəndə sevinclə işıq çox gözəldir deyib və onu zülmətdən ayırıb. Əslində isə, bərk cisim optoelektronikası işığın fotoelektrik qəbuledicilərinin kəşfi ilə başlayıb. Düzdür, Qersel öz tədqiqatlarında şüa qeyd edicilərindən istifadə edib, lakin bu qeydedicilər optik siqnalı elektrik siqnalına çevirən fotoelektrik cihazları deyil, termocütlər olub. Optoelektronikanın yaranmasının bir‐birindən yarım əsr fərqlənən iki tarixi var. Biri, 1821‐ci ildə Zeyebekin termoelektrik hadisəsini müşahidə etməsi, daha doğrusu istilik qəbuledicisinin (termocütün) hazırlaması ilə bağlıdır. Lakin, həmin qəbuledicilərin həssaslığı çox kiçik idi. Bu qüsuru aradan qaldırmaq üçün əvvəlcə Nobili tərəfindən bir neçə termocütü ardıcıl birləşdirmək və 1830‐cu ildə isə daha effektiv materiallardan (vismut sürmədən) istifadə etmək təklifi olunur. 1834‐cü ildə Melloni belə termocütlərdən istilik şüalanmasını qeyd etmək üçün istifadə etmişdir. Digər istilik qəbuledicisi – bolometr isə 1857‐ci ildə Şvanberq tərəfindən hazırlanıb və bir qəbuledici kimi ilk dəfə Lanqel tərəfindən 1881‐ci ildə tətbiq edilib. Görünür məhz buna görə də, əksər hallarda bolometrin yaranmasını sonuncunun adı ilə bağlayırlar. Daha 15 ildən sonra isə Markoni və Popov elektromaqnit şüalanmasının məsafədən qəbulu üçün belə qeydedicilərdən istifadə etdilər. Lakin bu halda şüalanma optik deyil, radiotezliklər diapazonuna təsadüf edirdi. Həmin vaxtlar bu qeydedicilər geniş tətbiq tapa bilmədi. Çünki hələ infraqırmızı texnikanın və optoelektronikanın dövrü gəlib çatmamışdı. Buna baxmayaraq yuxarıda adı gedən alimlərin optoelektronika sahəsindəki xidmətlərini qiymətləndirməmək olmaz.
1873‐cü ildə ingilis texniki Smit selen yarımkeçiricisinin elektrik xassələrini tədqiq edərkən ilk dəfə daxili fotoeffekt hadisəsini (fotokeçiriciliyi) kəşf etdi və bununla da, ilk kvant fotoqəbuledicisi yarandı. Qeyd etmək lazımdır ki, xarici fotoeffekt hadisəsi A.Q.Stoletov tərəfindən bundan 15 il sonra (1888‐ci ildə) kəşf edilmişdir. Məlumdur ki, hal‐hazırda optoelektronikada kvant fotoqəbulediciləri hegomonluq edir. Elə buna görə də bəzi müəlliflər Smiti optoelektronikanın (hər halda kvant optoelektronikasının) banisi adlandırırlar. Məhz bu deyilənlərə istinad edərək bərk cisim optoelektronikasının yaranmasının iki tarixi olduğunu deyirlər. Bunlardan birincisi 1821‐ci ildə istilik, ikincisi isə 1873‐cü ildə kvant şüalanma qəbuledicilərinin yaradılmasına aiddir. Optoelektronikanın bütövlükdə inkişafı tarixini isə iki mərhələyə bölmək olar. Birinci mərhələ – yuxarıda adı gedən kəşflərdən XIX əsrin başlanğıcından XX əsrin ortalarına qədərki dövrü əhatə edir. Bu mərhələdə hələ elm və texnika fotoqəbuledicilərdən geniş istifadə etməyə hazır deyildi. XIX əsrin fizikasında cisimlərin şüalanma qanunlarının tədqiqi ön sırada dayanırdı. Belə təcrübi tədqiqatlarda həm termocüt, həm də bolometr termometri uğurla əvəz etdi. Stefanın, Bolsmanın, Kirxhofun, Vinin, Releyin, Cinsin və bir çox başqa alimlərin işləri Plank tərəfindən 1900‐cu ildə közərən cismin şüalanma qanunlarının kəşf edilməsi ilə nəticələndi. Buna görə də demək mümkündür ki, termocüt və bolometr fizikadakı inqilabın baş verməsinin – kvant fizikasının doğulması prosesinin fəal iştirakçılarıdır. 1884‐cü ildə Nipkov mexaniki telegörünüş (televideniya) ideyasını irəli sürür və öz təcrübələrində fotoqəbuledici kimi məhz selen fotoelementlərindən istifadə edir. 1917‐ci ildə isə Keyz tellofid fotoqəbuledicilərini yaratmasıdır ki, bu cihazlar da 1935‐ci ildə alman ordusunda rabitə məqsədləri üçün istifadə olunmuşdur. Həmin illərin ən mühüm və əhəmiyyətli nailiyyətlərindən biri də qurğuşunsulfidin (PbS) tədqiqinə dair aparılan işlərdir. Boze 1904‐cü ildə ilk dəfə bu materialda (qalenitin təbii polikristallarında) daxili fotoeffekt hadisəsini müşahidə etmiş, 1933‐cü ildə isə Kutçer həmin materialın fotohəssaslığının infraqırmızı sərhədini (~3mkm) tapmışdır.
Elektronikanın digər sahələrində olduğu kimi, optoelektronikada da ideyalar əksər hallarda öz eksperimental tədqiq və praktiki tətbiq vaxtını xeyli qabaqlayır. Belə ki, optoelektronika sahəsində hələ XIX əsrdə bir sıra ideyalar meydana gəlsə də, diqqəti cəlb edən kəşflər edilsə də infraqırmızı texnikanın müxtəlif sahələrdə, o cümlədən hərbdə öz layiqli və dəyərli yerini tutması üçün əlli ilə qədər bir vaxt lazım gəldi. XX əsrin 20‐30‐cu illərində çoxlu sayda, həm də keyfiyyətcə bir‐birindən fərqlənən, lampalı sxemlər, o cümlədən mənfi əks rabitəli (Blev, 1927) və küyə qarşı korreksiya etmək xassəsinə malik (Braude, 1933) gücləndiricilər işlənib hazırlandı. Onların sxemotexniki prinsipləri hətta müasir fotoqəbuledici qurğularda tətbiq olunur. İllər ötdükcə, radiodalğalar radioverilişdə (1920), telefon siqnallarının ötürülməsində (1929), naviqasiya, rabitə, pelenqasiya, kontaktsız partlayışlar (keçən əsrin 30‐cu illəri) və s. yeni sahələrdə istifadə olundu. Göründüyü kimi, elektromaqnit şüalanmasından istifadə hesabına artıq texnikanın yeni istiqamətləri müəyyənləşirdi. Elektromaqnit dalğalarının uzunluğu müntəzəm olaraq 300‐500 m‐dən (1920) ifrat yüksək tezliklər (İYT) diapazonuna (3 sm) qədər kiçilir. Həmin illərin nailiyyətləri məntiqi olaraq göstərirdi ki, gələcək inkişaf millimetrlik, sonra isə optik diapazonu fəth etməklə bağlı olacaq və bu zaman fotoqəbuledicilər tələb ediləcək. Artıq 20‐ci illərdə elektron televiziyası Nipkovun mexaniki televiziyasını sıxışdırıb aradan çıxartdı. Sonuncunun yaradıcısı ABŞ‐da işləyən rus alimi V.K.Zvorikin olmuşdur. O, 1923‐cü ildə vakuum lampalı televiziya borusunu patentlədi, 1924‐cü ildə isə qəbuledici televiziya borusunu (kineskopu) ixtira etdi. 1934‐cü ildə V.Xolst EOÇ – infraqırmızı xəyali görüntüyə çevirən elektron‐optik çevirici yaratdı, V.K.Zvorikin isə onun təkmilləşdirilməsi sahəsində böyük işlər gördü.
Optoelektronikanın inkişafının ikinci mərhələsi isə ikinci texniki inqilabla – intellektual inqilabla üst‐üstə düşür. XIX əsrin 40‐cı illərində kibernetikanın, informatikanın əsası qoyulur, elektron kompüterləri (Viner, Neyman, Şennon və çoxsaylı digər tədqiqatçılar) yaradılır. Sözsüz ki, süni intellekt üçün süni boz material lazım idi. Bu zərurətdən də hökmən bərk cisim elektronikası yaranmalı idi. Bu mərhələdə Şokli, Bardin və Bratteyn tərəfindən ilk germanium bipolyar tranzistorunun yaradılması böyük bir hadisə oldu (1947‐1948). Bu iş 1956‐cı ildə Nobel mükafatına layiq görüldü. İki ildən sonra isə müasir inteqral sxemlərin tərkib hissəsi olan sahə tranzistoru ideyası reallaşdı. 1983‐cü ildə Bebiç bizim indi prosessor və yaddaş adlandırdığımız iki bloklu hesablayıcının ideyasını irəli sürdü. Qeyd etmək lazımdır ki, metal məftillə PbS – kristalının kontaktı əsasında ilk yarımkeçirici detektor isə (1884‐cü il F. Braun) vakuum diodundan (Fleminq diodu 1904‐cü il, Forest triodu 1906‐cı il) 20 il əvvəl meydana gəlmişdi. İlk monokristal yarımkeçirici cihazların hazırlandığı germanium yarımkeçiricisinin əsasında təkcə ilk tranzistor deyil, həm də ilk fotodiod yaradılmışdır. Bu halda pioner Şrayvi (1948), silisium fotodiodu halında isə – Kummerov (1954) sayılır. Lakin qeyd etmək lazımdır ki, hələ 1940‐cı ildə o, silisiumdan kəsilmiş çubuqda həmin vaxtlaradək müşahidə olunmamış (~ 0,5V) fotoelektrik hərəkət qüvvəsi yarandığını göstərmişdir. Yalnız çox illər keçəndən sonra bu hadisənin mexanizmi və onun müşahidə olunduğu nümunənin quruluşu aydınlaşdırılmışdır – göstərilmişdir ki, silisium külçəsinin göyərdilməsi prosesində onda keçiricilik tipinin konversiyası nəticəsində dartılmış p‐n keçid əmələ gəlir və foto e.h.q. işığın təsiri ilə həmin keçiddə yaranır. İkinci dünya müharibəsindən sonra da PbS‐ın tədqiqi davam etdirildi və artıq 1958‐ci ildə ABŞ‐da hava‐hava tipli raketlərdə PbS – fotorezistorları əsasında istilik başlığı və kontaktsız partladıcılar tətbiq olunmağa başlanmışdı. İndium‐sürmə əsasında hazırlanmış fotorezistorlar da təqribən belə bir inkişaf yolu keçmişdir. Optoelektronikanın inkişafı tarixindən danışarkən qadağan olunmuş zonanın eninin azalması sırası üzrə düzülmüş dörd müxtəlif A3B5 yarımkeçirici birləşməsini qeyd etməmək olmaz. Bunlar GaP, GaAs, İnAs və İnSb‐dur. GaP ultrabənövşəyi və yaxud görünən oblastda (0,3‐0,45 mkm) uğurla işləyir. GaAs isə kvant elektronikasında daha geniş tətbiq edilir. 1952‐ci ildə bu yarımkeçirici əsasında ilk injeksiya lazerləri yaradılmış, 0,9‐ 0,95 mkm diapazonunda işləyən şüalandırıcı cihazların kütləvi istehsalı isə 1960‐cı illərin sonu – 1970‐ci illərin əvvəllərinə təsadüf edir. 1960‐1970‐ci illərdə 2‐3 mkm diapazonda işləyən İnAs fotoqəbuledicilərinin hazırlanması üzərində intensiv işlər aparılmışdır. 1960‐cı illərin sonlarında – 1970‐cı illərin əvvəllərində CO2 əsasında yaradılmış 10,6 mkm dalğa uzunluqlu və 1‐2 kVt gücə malik qaz lazerləri meydana gəldi və bu gəliş optoelektronikada böyük inkişafa səbəb oldu. Tez bir zamanda həmin lazerlərin qısa impulslar şəklindəki şüalanmasını qeyd etmək üçün kadmium‐civə‐tellur (CdHgTe) bərk məhlulları əsasında sürətli fotoqəbuledicilər yaradıldı. Lakin sonralar CO2 lazerləri ətrafındakı gurultu sakitləşsə də CdHgTl əsasındakı fotoqəbuledicilər ilə aparılan işlərin vüsəti səngimədi. Bu cihazlar başlıca olaraq istilik televiziyası üçün maraq kəsb edirdi.
Optoelektronika üçün 1970‐ci illər daha əlamətdar olmuşdur. Belə ki, bu dövrə qədər mikroelektronika artıq heyrətamiz nailiyyətlər qazanmışdı. Cəmi on il ərzində bir sıra yüksək texnologiyalar işlənmişdi ki, bunların da içərisində əsas işçi elementi n‐kanallı MOY (metal‐oksid‐yarımkeçirici) tranzistoru olan n‐MOY texnologiya liderlik edirdi. Bu texnologiya bir kristalda on minlərlə işçi element yerləşən BİS (böyük inteqral sxemlər) buraxmağa imkan verirdi. Artıq İBİS (bir kristalda yüz minlərlə işçi element olan ifrat böyük inteqral sxemlər almağa imkan verən) hazırlanması perspektivləri açılmışdı. Bütün bunlar öz növbəsində vahid kristalda eyni zamanda həm fotohəssas elementin, həm də elektron sxemin yerləşdiyi inteqral tərtibatlı fotoqəbuledicilərin hazırlanmasına şərait yaradıldı. 1970‐ci ildə Boyl və Smit yük rabitəli cihazlar (YRC) ixtira etdilər, 1976‐cı ilədək silisium əsasındakı YRC‐ın formatı xeyli böyüdülərək televiziya ekranı tərtibinə çatdırıldı. Qısasürəkli lazer impulslarının qeydolunması zərurəti silisium əsasında sürətli fotodiodların işlənib hazırlanmasını stimullaşdırdı. Artıq p‐i‐n – strukturlu fotodiodlar, müxtəlif tip sel prinsipli fotodiodlar düzəldilirdi. Hələ 1960‐1970‐cı illərdə yarımkeçirici strukturların hazırlanmasında və tədqiqində də yeni mərhələ başlanmışdı. Optoelektronika üçün çox yararlı olan çoxsaylı heterostrukturlar meydana gəlmişdi. Qeyd etmək lazımdır ki, həmin dövrdə heterostrukturların tədqiqi, onların əsasında lazerlərin yaradılması sahəsində J.İ.Alfyorov və X.Kremer görkəmli nailiyyətlər əldə etdilər. Bu işlərə görə onlar 2000‐ci ildə Nobel mükafatına layiq görüldülər. 1970‐ci illərdən sonra heterostrukturlarla işin cəbhəsi daha da genişləndi. Kvant ölçü strukturlarından optoelektronika üçün əlamətdar olan 1970‐ci illərdə prinsipcə yeni olan daha bir istiqamətin – kvant ölçü strukturların fundamenti qoyuldu. Bu strukturlar tunel diodunun yaradıcısı, Nobel mükafatı laureatı L.Esaki ilə R.Tsa tərəfindən təklif olunmuşdu. Həm xronologiyasına, həm ideologiyasına görə kvant ölçü strukturlarını bərk cisim elektronikasında və optoelektronikada varizon və heterostrukturlardan sonra (ardıcıl) gələn növbəti mərhələ saymaq olar. Bu ixtiranın nəticəsində cihaz hazırlayanlar yarımkeçiricinin zona quruluşunu formalaşdırmaq sahəsində yeni bir alət əldə etmiş oldular. Bu alət – molekulyar‐şüa epitaksiyasının (MŞE) köməyi ilə alınmış lay və oblastların ölçüsündən ibarət idi. Adətən yarımkeçirici strukturlarda adi layların ölçüləri (d ≥ 50 nm) monoatom layının (d ~ 0 ⋅ 5 nm) ölçülərindən ən azı iki tərtib böyük olur. Bu səbəbdən də həmin layların xassələri həcmi kristalların xassələrindən fərqlənmir. Lakin elə kvant ölçü strukturu termininin adından görünür ki, bu strukturlarda çox nazik (~ 0 ⋅ 5 ÷ 5 nm), xarakterik kvant uzunluğu (de Broyl dalğasının uzunluğu) ilə müqayisə olunan, laylar formalaşır. Sözsüz ki, bu layların fiziki xassələri və zona quruluşları artıq monokristallik materialınkından fərqlənəcək. Necə ki, təklənmiş atomunku ilə kristalınkı fərqlənir. Bir koordinatla məhdudlanan belə müstəvi nazik oblastlar kvant sapları (borucuqları), üç koordinatla məhdudlanmış nöqtəvi oblastlar isə uyğun olaraq kvant nöqtələri adlanır. Bu yeni üsulun strukturların variasiyasındakı imkanları praktiki olaraq tükənməzdir. Buna görə də indi artıq kvant ölçü strukturları yarımkeçiricilər fizikasının ən vacib sahələrindən biri sayılır.
Tətbiqi
Aydındır ki, fotoqəbuledicilər texniki tərəqqi bütün sahələrin və elmi istiqamətlərin inkişafı, onların qarşılıqlı təsiri və bir‐birinə nüfuz etməsi ilə bağlıdır. Optoelektronikanın inkişafı da həm elmin, texnikanın, sənayenin müvafiq sahələrinin inkişafı, tələbatı ilə bağlıdır, həm də öz növbəsində elm və texnikanın digər sahələrinin, eləcə də sənayenin inkişafına güclü təkan verir. Məsələn, fotokinotexnikanın əsas vəzifəsi optik xəyalı fiksə etmək olduğundan, o, öz təbiəti etibarı ilə fotoqəbuledicidən istifadə etməyə məhkumdur. Ancaq nə qədər qeyri‐adi görünsə də fotohəssas cihazların kinofototexnikada ilk geniş tətbiqi heç də xəyalla yox, səslə bağlı olmuşdur. Məhz optoelektron cütlüyün – lampa və fotoelementin tətbiqi sayəsində ilk dəfə 1929‐cu ildə ekran dil açmışdır. Fotoqəbuledicilər xəyalı da diqqətdən kənarda qoymur. İlk növbədə onlar ekspozisiyanı təyin edir. Avstriyada hələ 1935‐ci ildə həvəskarların kinokameraları meydana gəlmişdi. Optoelektronikanın kinofototexnikada həlledici rolu fotolentlərin bərk cisimli xəyal çeviriciləri ilə əvəz olunmasından sonra başlandı. Bu, 1970‐ci ildə YRC‐ın ixtira olunması ilə bağlıdır. Xəyalı formalaşdıran işıq mənbəyindən asılı olaraq (Günəş, Ay, ulduzlar, məxsusi və əks olunan şüalanma, istilik şüalanması və s.) gündüz, gecə və istilik görüntüləri anlayışlarından istifadə olunur. Gecə görmə sistemlərində hələlik başlıca yeri vakuum elektron‐optik çeviriciləri (EOÇ) tutur. Bütün inkişaf etmiş ölkələrin texnikasında isə televideniyanın inkişafına xüsusi əhəmiyyət verilir. Çünki televizorlar daha uzaq məsafədən təsirinə, hava şəraitinə daha az həssas olmasına görə gecəgörmə cihazlarını çox‐çox üstələyir. İlk nəsil televizorlarda bir elementli infraqırmızı fotoqəbuledicilər, sonrakılarda – bircərgəli, bir qədər sonrakılarda çoxcərgəli xətkeşlər tətbiq olunurdu. Nəhayət, dərhal kadrın bütün sahəsini əhatə edən matrisalar meydana gəldi. 1990‐cı illərin ikinci yarısında televizor formatlı və dərəcənin yüzdə bir dəqiqliyi ilə ayırd etmək qabiliyyətinə malik televizorlar meydana gəldi. 1980‐cı illərdə silisium əsasında yerin məsafədən zondlanması üçün kosmik sistemlər yaradıldı. Şüalanma generatoru və qəbuledici cütlüyü kompüterlərin də əksər bloklarında tətbiq olunur.
wikipedia, oxu, kitab, kitabxana, axtar, tap, meqaleler, kitablar, oyrenmek, wiki, bilgi, tarix, tarixi, endir, indir, yukle, izlə, izle, mobil, telefon ucun, azeri, azəri, azerbaycanca, azərbaycanca, sayt, yüklə, pulsuz, pulsuz yüklə, haqqında, haqqinda, məlumat, melumat, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, şəkil, muisiqi, mahnı, kino, film, kitab, oyun, oyunlar, android, ios, apple, samsung, iphone, pc, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, web, computer, komputer
Optoelektronika elektronika sahesi Muasir elektronikanin en vededici sahelerinden biridir Informasiyanin islenmesi saxlanmasi ve oturulmesi sistemlerinde isiq siqnallarinin elektrik siqnallarina ve eksine cevrilmesi usullarinin tetbiqini ehate edir Optoelektronika radioelektronika ve hesablama texnikasinin inkisaf merhelesi kimi meydana cixmisdir Optik reqslerin yuksek tezliyi 1014 1015 hs celd islemenin ve oturulen informasiyanin boyuk hecmli olmasinin esasini teskil edir Optik tezliye uygun olan kicik dalga uzunlugu 10 4 10 5 sm e qeder qebuledici ve verici qurgularin rabite xetlerinin olculerinin kicildilmesi mikrominiaturlesme ucun zemindir Optoelektronikanin esas elementleri isiq menbeyi lazer isiq diodu optik muhit aktiv ve passiv ve fotoqebuledicilerdir Optoelektronikanin iki inkisaf yolu movcuddur esasini koherent lazer suasi teskil eden optik koherent optoelektronika optik siqnallarin fotoelektrik cevrilmesine esaslanan elektrooitik optoelektronika oitronika Oitronikada elektrik rabiteleri optik rabitelerle evez olunmusdur Radioelektronikada analoqlari olmayan hesablama texnikasinin boyuk sistemlerinin optik rabitelerin informasiyanin yaddasda saxlanmasinin ve emalinin yeni prinsipleri ve qurulma metodlari koherent Optoelektronika ile elaqedardir Funksional koherent optoelektronika ve ya inteqral optika inteqral mikroelektronikanin optik analoqudur Lazer diodTarixiBir cox hallarda optoelektronikanin yaranmasi tarixini 1800 cu ilden Qerselin infraqirmizi sualari kesf etmesinden hesablayirlar Eger meseleye bele yanassaq yeni optoelektronikani isiq sualarinin kesfi ile baglasaq onda daha da qedime getmek mumkundur Mesele burasindadir ki Bibliyada gosterilir ki Allah Adam ve Hevvani Dunyani yaratdiqdan 6 gun sonra yaratdigi halda isigi ele birinci gun yaradib O isigi gorende sevincle isiq cox gozeldir deyib ve onu zulmetden ayirib Eslinde ise berk cisim optoelektronikasi isigin fotoelektrik qebuledicilerinin kesfi ile baslayib Duzdur Qersel oz tedqiqatlarinda sua qeyd edicilerinden istifade edib lakin bu qeydediciler optik siqnali elektrik siqnalina ceviren fotoelektrik cihazlari deyil termocutler olub Optoelektronikanin yaranmasinin bir birinden yarim esr ferqlenen iki tarixi var Biri 1821 ci ilde Zeyebekin termoelektrik hadisesini musahide etmesi daha dogrusu istilik qebuledicisinin termocutun hazirlamasi ile baglidir Lakin hemin qebuledicilerin hessasligi cox kicik idi Bu qusuru aradan qaldirmaq ucun evvelce Nobili terefinden bir nece termocutu ardicil birlesdirmek ve 1830 cu ilde ise daha effektiv materiallardan vismut surmeden istifade etmek teklifi olunur 1834 cu ilde Melloni bele termocutlerden istilik sualanmasini qeyd etmek ucun istifade etmisdir Diger istilik qebuledicisi bolometr ise 1857 ci ilde Svanberq terefinden hazirlanib ve bir qebuledici kimi ilk defe Lanqel terefinden 1881 ci ilde tetbiq edilib Gorunur mehz buna gore de ekser hallarda bolometrin yaranmasini sonuncunun adi ile baglayirlar Daha 15 ilden sonra ise Markoni ve Popov elektromaqnit sualanmasinin mesafeden qebulu ucun bele qeydedicilerden istifade etdiler Lakin bu halda sualanma optik deyil radiotezlikler diapazonuna tesaduf edirdi Hemin vaxtlar bu qeydediciler genis tetbiq tapa bilmedi Cunki hele infraqirmizi texnikanin ve optoelektronikanin dovru gelib catmamisdi Buna baxmayaraq yuxarida adi geden alimlerin optoelektronika sahesindeki xidmetlerini qiymetlendirmemek olmaz 1873 cu ilde ingilis texniki Smit selen yarimkeciricisinin elektrik xasselerini tedqiq ederken ilk defe daxili fotoeffekt hadisesini fotokeciriciliyi kesf etdi ve bununla da ilk kvant fotoqebuledicisi yarandi Qeyd etmek lazimdir ki xarici fotoeffekt hadisesi A Q Stoletov terefinden bundan 15 il sonra 1888 ci ilde kesf edilmisdir Melumdur ki hal hazirda optoelektronikada kvant fotoqebuledicileri hegomonluq edir Ele buna gore de bezi muellifler Smiti optoelektronikanin her halda kvant optoelektronikasinin banisi adlandirirlar Mehz bu deyilenlere istinad ederek berk cisim optoelektronikasinin yaranmasinin iki tarixi oldugunu deyirler Bunlardan birincisi 1821 ci ilde istilik ikincisi ise 1873 cu ilde kvant sualanma qebuledicilerinin yaradilmasina aiddir Optoelektronikanin butovlukde inkisafi tarixini ise iki merheleye bolmek olar Birinci merhele yuxarida adi geden kesflerden XIX esrin baslangicindan XX esrin ortalarina qederki dovru ehate edir Bu merhelede hele elm ve texnika fotoqebuledicilerden genis istifade etmeye hazir deyildi XIX esrin fizikasinda cisimlerin sualanma qanunlarinin tedqiqi on sirada dayanirdi Bele tecrubi tedqiqatlarda hem termocut hem de bolometr termometri ugurla evez etdi Stefanin Bolsmanin Kirxhofun Vinin Releyin Cinsin ve bir cox basqa alimlerin isleri Plank terefinden 1900 cu ilde kozeren cismin sualanma qanunlarinin kesf edilmesi ile neticelendi Buna gore de demek mumkundur ki termocut ve bolometr fizikadaki inqilabin bas vermesinin kvant fizikasinin dogulmasi prosesinin feal istirakcilaridir 1884 cu ilde Nipkov mexaniki telegorunus televideniya ideyasini ireli surur ve oz tecrubelerinde fotoqebuledici kimi mehz selen fotoelementlerinden istifade edir 1917 ci ilde ise Keyz tellofid fotoqebuledicilerini yaratmasidir ki bu cihazlar da 1935 ci ilde alman ordusunda rabite meqsedleri ucun istifade olunmusdur Hemin illerin en muhum ve ehemiyyetli nailiyyetlerinden biri de qurgusunsulfidin PbS tedqiqine dair aparilan islerdir Boze 1904 cu ilde ilk defe bu materialda qalenitin tebii polikristallarinda daxili fotoeffekt hadisesini musahide etmis 1933 cu ilde ise Kutcer hemin materialin fotohessasliginin infraqirmizi serhedini 3mkm tapmisdir Elektronikanin diger sahelerinde oldugu kimi optoelektronikada da ideyalar ekser hallarda oz eksperimental tedqiq ve praktiki tetbiq vaxtini xeyli qabaqlayir Bele ki optoelektronika sahesinde hele XIX esrde bir sira ideyalar meydana gelse de diqqeti celb eden kesfler edilse de infraqirmizi texnikanin muxtelif sahelerde o cumleden herbde oz layiqli ve deyerli yerini tutmasi ucun elli ile qeder bir vaxt lazim geldi XX esrin 20 30 cu illerinde coxlu sayda hem de keyfiyyetce bir birinden ferqlenen lampali sxemler o cumleden menfi eks rabiteli Blev 1927 ve kuye qarsi korreksiya etmek xassesine malik Braude 1933 guclendiriciler islenib hazirlandi Onlarin sxemotexniki prinsipleri hetta muasir fotoqebuledici qurgularda tetbiq olunur Iller otdukce radiodalgalar radioverilisde 1920 telefon siqnallarinin oturulmesinde 1929 naviqasiya rabite pelenqasiya kontaktsiz partlayislar kecen esrin 30 cu illeri ve s yeni sahelerde istifade olundu Gorunduyu kimi elektromaqnit sualanmasindan istifade hesabina artiq texnikanin yeni istiqametleri mueyyenlesirdi Elektromaqnit dalgalarinin uzunlugu muntezem olaraq 300 500 m den 1920 ifrat yuksek tezlikler IYT diapazonuna 3 sm qeder kicilir Hemin illerin nailiyyetleri mentiqi olaraq gosterirdi ki gelecek inkisaf millimetrlik sonra ise optik diapazonu feth etmekle bagli olacaq ve bu zaman fotoqebulediciler teleb edilecek Artiq 20 ci illerde elektron televiziyasi Nipkovun mexaniki televiziyasini sixisdirib aradan cixartdi Sonuncunun yaradicisi ABS da isleyen rus alimi V K Zvorikin olmusdur O 1923 cu ilde vakuum lampali televiziya borusunu patentledi 1924 cu ilde ise qebuledici televiziya borusunu kineskopu ixtira etdi 1934 cu ilde V Xolst EOC infraqirmizi xeyali goruntuye ceviren elektron optik cevirici yaratdi V K Zvorikin ise onun tekmillesdirilmesi sahesinde boyuk isler gordu Optoelektronikanin inkisafinin ikinci merhelesi ise ikinci texniki inqilabla intellektual inqilabla ust uste dusur XIX esrin 40 ci illerinde kibernetikanin informatikanin esasi qoyulur elektron komputerleri Viner Neyman Sennon ve coxsayli diger tedqiqatcilar yaradilir Sozsuz ki suni intellekt ucun suni boz material lazim idi Bu zeruretden de hokmen berk cisim elektronikasi yaranmali idi Bu merhelede Sokli Bardin ve Bratteyn terefinden ilk germanium bipolyar tranzistorunun yaradilmasi boyuk bir hadise oldu 1947 1948 Bu is 1956 ci ilde Nobel mukafatina layiq goruldu Iki ilden sonra ise muasir inteqral sxemlerin terkib hissesi olan sahe tranzistoru ideyasi reallasdi 1983 cu ilde Bebic bizim indi prosessor ve yaddas adlandirdigimiz iki bloklu hesablayicinin ideyasini ireli surdu Qeyd etmek lazimdir ki metal meftille PbS kristalinin kontakti esasinda ilk yarimkecirici detektor ise 1884 cu il F Braun vakuum diodundan Fleminq diodu 1904 cu il Forest triodu 1906 ci il 20 il evvel meydana gelmisdi Ilk monokristal yarimkecirici cihazlarin hazirlandigi germanium yarimkeciricisinin esasinda tekce ilk tranzistor deyil hem de ilk fotodiod yaradilmisdir Bu halda pioner Srayvi 1948 silisium fotodiodu halinda ise Kummerov 1954 sayilir Lakin qeyd etmek lazimdir ki hele 1940 ci ilde o silisiumdan kesilmis cubuqda hemin vaxtlaradek musahide olunmamis 0 5V fotoelektrik hereket quvvesi yarandigini gostermisdir Yalniz cox iller kecenden sonra bu hadisenin mexanizmi ve onun musahide olundugu numunenin qurulusu aydinlasdirilmisdir gosterilmisdir ki silisium kulcesinin goyerdilmesi prosesinde onda keciricilik tipinin konversiyasi neticesinde dartilmis p n kecid emele gelir ve foto e h q isigin tesiri ile hemin kecidde yaranir Ikinci dunya muharibesinden sonra da PbS in tedqiqi davam etdirildi ve artiq 1958 ci ilde ABS da hava hava tipli raketlerde PbS fotorezistorlari esasinda istilik basligi ve kontaktsiz partladicilar tetbiq olunmaga baslanmisdi Indium surme esasinda hazirlanmis fotorezistorlar da teqriben bele bir inkisaf yolu kecmisdir Optoelektronikanin inkisafi tarixinden danisarken qadagan olunmus zonanin eninin azalmasi sirasi uzre duzulmus dord muxtelif A3B5 yarimkecirici birlesmesini qeyd etmemek olmaz Bunlar GaP GaAs InAs ve InSb dur GaP ultrabenovseyi ve yaxud gorunen oblastda 0 3 0 45 mkm ugurla isleyir GaAs ise kvant elektronikasinda daha genis tetbiq edilir 1952 ci ilde bu yarimkecirici esasinda ilk injeksiya lazerleri yaradilmis 0 9 0 95 mkm diapazonunda isleyen sualandirici cihazlarin kutlevi istehsali ise 1960 ci illerin sonu 1970 ci illerin evvellerine tesaduf edir 1960 1970 ci illerde 2 3 mkm diapazonda isleyen InAs fotoqebuledicilerinin hazirlanmasi uzerinde intensiv isler aparilmisdir 1960 ci illerin sonlarinda 1970 ci illerin evvellerinde CO2 esasinda yaradilmis 10 6 mkm dalga uzunluqlu ve 1 2 kVt guce malik qaz lazerleri meydana geldi ve bu gelis optoelektronikada boyuk inkisafa sebeb oldu Tez bir zamanda hemin lazerlerin qisa impulslar seklindeki sualanmasini qeyd etmek ucun kadmium cive tellur CdHgTe berk mehlullari esasinda suretli fotoqebulediciler yaradildi Lakin sonralar CO2 lazerleri etrafindaki gurultu sakitlesse de CdHgTl esasindaki fotoqebulediciler ile aparilan islerin vuseti sengimedi Bu cihazlar baslica olaraq istilik televiziyasi ucun maraq kesb edirdi Optoelektronika ucun 1970 ci iller daha elametdar olmusdur Bele ki bu dovre qeder mikroelektronika artiq heyretamiz nailiyyetler qazanmisdi Cemi on il erzinde bir sira yuksek texnologiyalar islenmisdi ki bunlarin da icerisinde esas isci elementi n kanalli MOY metal oksid yarimkecirici tranzistoru olan n MOY texnologiya liderlik edirdi Bu texnologiya bir kristalda on minlerle isci element yerlesen BIS boyuk inteqral sxemler buraxmaga imkan verirdi Artiq IBIS bir kristalda yuz minlerle isci element olan ifrat boyuk inteqral sxemler almaga imkan veren hazirlanmasi perspektivleri acilmisdi Butun bunlar oz novbesinde vahid kristalda eyni zamanda hem fotohessas elementin hem de elektron sxemin yerlesdiyi inteqral tertibatli fotoqebuledicilerin hazirlanmasina serait yaradildi 1970 ci ilde Boyl ve Smit yuk rabiteli cihazlar YRC ixtira etdiler 1976 ci iledek silisium esasindaki YRC in formati xeyli boyudulerek televiziya ekrani tertibine catdirildi Qisasurekli lazer impulslarinin qeydolunmasi zerureti silisium esasinda suretli fotodiodlarin islenib hazirlanmasini stimullasdirdi Artiq p i n strukturlu fotodiodlar muxtelif tip sel prinsipli fotodiodlar duzeldilirdi Hele 1960 1970 ci illerde yarimkecirici strukturlarin hazirlanmasinda ve tedqiqinde de yeni merhele baslanmisdi Optoelektronika ucun cox yararli olan coxsayli heterostrukturlar meydana gelmisdi Qeyd etmek lazimdir ki hemin dovrde heterostrukturlarin tedqiqi onlarin esasinda lazerlerin yaradilmasi sahesinde J I Alfyorov ve X Kremer gorkemli nailiyyetler elde etdiler Bu islere gore onlar 2000 ci ilde Nobel mukafatina layiq gorulduler 1970 ci illerden sonra heterostrukturlarla isin cebhesi daha da genislendi Kvant olcu strukturlarindan optoelektronika ucun elametdar olan 1970 ci illerde prinsipce yeni olan daha bir istiqametin kvant olcu strukturlarin fundamenti qoyuldu Bu strukturlar tunel diodunun yaradicisi Nobel mukafati laureati L Esaki ile R Tsa terefinden teklif olunmusdu Hem xronologiyasina hem ideologiyasina gore kvant olcu strukturlarini berk cisim elektronikasinda ve optoelektronikada varizon ve heterostrukturlardan sonra ardicil gelen novbeti merhele saymaq olar Bu ixtiranin neticesinde cihaz hazirlayanlar yarimkeciricinin zona qurulusunu formalasdirmaq sahesinde yeni bir alet elde etmis oldular Bu alet molekulyar sua epitaksiyasinin MSE komeyi ile alinmis lay ve oblastlarin olcusunden ibaret idi Adeten yarimkecirici strukturlarda adi laylarin olculeri d 50 nm monoatom layinin d 0 5 nm olculerinden en azi iki tertib boyuk olur Bu sebebden de hemin laylarin xasseleri hecmi kristallarin xasselerinden ferqlenmir Lakin ele kvant olcu strukturu termininin adindan gorunur ki bu strukturlarda cox nazik 0 5 5 nm xarakterik kvant uzunlugu de Broyl dalgasinin uzunlugu ile muqayise olunan laylar formalasir Sozsuz ki bu laylarin fiziki xasseleri ve zona quruluslari artiq monokristallik materialinkindan ferqlenecek Nece ki teklenmis atomunku ile kristalinki ferqlenir Bir koordinatla mehdudlanan bele mustevi nazik oblastlar kvant saplari borucuqlari uc koordinatla mehdudlanmis noqtevi oblastlar ise uygun olaraq kvant noqteleri adlanir Bu yeni usulun strukturlarin variasiyasindaki imkanlari praktiki olaraq tukenmezdir Buna gore de indi artiq kvant olcu strukturlari yarimkeciriciler fizikasinin en vacib sahelerinden biri sayilir TetbiqiAydindir ki fotoqebulediciler texniki tereqqi butun sahelerin ve elmi istiqametlerin inkisafi onlarin qarsiliqli tesiri ve bir birine nufuz etmesi ile baglidir Optoelektronikanin inkisafi da hem elmin texnikanin senayenin muvafiq sahelerinin inkisafi telebati ile baglidir hem de oz novbesinde elm ve texnikanin diger sahelerinin elece de senayenin inkisafina guclu tekan verir Meselen fotokinotexnikanin esas vezifesi optik xeyali fikse etmek oldugundan o oz tebieti etibari ile fotoqebulediciden istifade etmeye mehkumdur Ancaq ne qeder qeyri adi gorunse de fotohessas cihazlarin kinofototexnikada ilk genis tetbiqi hec de xeyalla yox sesle bagli olmusdur Mehz optoelektron cutluyun lampa ve fotoelementin tetbiqi sayesinde ilk defe 1929 cu ilde ekran dil acmisdir Fotoqebulediciler xeyali da diqqetden kenarda qoymur Ilk novbede onlar ekspozisiyani teyin edir Avstriyada hele 1935 ci ilde heveskarlarin kinokameralari meydana gelmisdi Optoelektronikanin kinofototexnikada helledici rolu fotolentlerin berk cisimli xeyal ceviricileri ile evez olunmasindan sonra baslandi Bu 1970 ci ilde YRC in ixtira olunmasi ile baglidir Xeyali formalasdiran isiq menbeyinden asili olaraq Gunes Ay ulduzlar mexsusi ve eks olunan sualanma istilik sualanmasi ve s gunduz gece ve istilik goruntuleri anlayislarindan istifade olunur Gece gorme sistemlerinde helelik baslica yeri vakuum elektron optik ceviricileri EOC tutur Butun inkisaf etmis olkelerin texnikasinda ise televideniyanin inkisafina xususi ehemiyyet verilir Cunki televizorlar daha uzaq mesafeden tesirine hava seraitine daha az hessas olmasina gore gecegorme cihazlarini cox cox usteleyir Ilk nesil televizorlarda bir elementli infraqirmizi fotoqebulediciler sonrakilarda bircergeli bir qeder sonrakilarda coxcergeli xetkesler tetbiq olunurdu Nehayet derhal kadrin butun sahesini ehate eden matrisalar meydana geldi 1990 ci illerin ikinci yarisinda televizor formatli ve derecenin yuzde bir deqiqliyi ile ayird etmek qabiliyyetine malik televizorlar meydana geldi 1980 ci illerde silisium esasinda yerin mesafeden zondlanmasi ucun kosmik sistemler yaradildi Sualanma generatoru ve qebuledici cutluyu komputerlerin de ekser bloklarinda tetbiq olunur