ОТКАЧКА И НАПОЛНЕНИЕ в производстве газонаполненных приборов, технологические процессы, обеспечивающие создание в газонаполненных приборах (ГП) атмосферы требуемого хим. состава, свободной от посторонних (вредных) примесей. К ГП относятсв газоразрядные приборы, газонаполненные источники света, газовые лазеры и др. Качество работы многих ГП в значит, мере определяется наличием в их атмосфере посторонних газов или пара. Напр., присутствие даже небольшого кол-ва водяного пара в газонаполненных лампах накаливание сокращает срок их службы вследствие интенсивного испарения вольфрамовой нити иакала; посторонние примеси в атмосфере ртутных вентилей вызывают «шумы» в них; в газовых лазерах примеси нарушают спектральную чистоту излучения. Кроме того, от давления рабочего газа часто зависит напряжение разряда в газоразрядных приборах и цвет излучения газоразрядных источников света и индикаторных панелей.
В зависимости от типа ГП и требований, предъявляемых к чистоте рабочего газа, процесс О. и н. может быть одноступенным (один цикл «откачка — наполнение») или миогоступениым (с одной или иеск. «промывками», т. е. повторяющимися циклами «откачка — наполнение», что повышает степень очистки атмосферы ГП). При работе ГП их отд. элементы нагреваются до высокой темп-ры, в результате выделяются газы, адсорбированные материалом этих элементов, к-рые загрязняют атмосферу ГП. Чтобы избежать этого, элементы и оболочку ГП подвергают обезгаживанию (обычно во время откачки), ГП, не требующие высокой чистоты рабочего газа, обез-гаживают в собранном виде; для получения атмосферы высокой чистоты детали ГП обеэгаживают еще до их сборки.
О. и н. проводятся на спец. оборудовании — постах и автоматах откачки и напуска. Автоматы для О. и н. обычно имеют карусельную конструкцию, обеспечивают одноврем. обработку от 10 до 40 приборов. Откачка осуществляется с помощью сорбционных турбомолекуляр-ных и др. вакуумных насосов. Обвэгаживаиие ГП производится посредством нагрева их в электропечах либо с помощью ив грев ат индукторов- Кроме того, в конструкции ряда автоматов для обезгаживания внутр. элементов ГП имеются системы нагрева этих элементов посредством электрич. тока л>6о ионной бомбардировкой. Система подачи рабочего газа в ГП как для «промывки», так и для окончат, наполнения исключает попадание внутрь ГП посторонних газов и паров и обеспечивает нужное давление рабочего газв в баллоне ГП перед его герметизацией.
С нач. 80-х гг. 20 в- карусельные автоматы всё чаще заменяются одноместными и многоместными постами для О. и н. с автоматич. управлением от микропроцессора или управляющей мини-ЭВМ, к-рые через систему измерит, преобразователей — датчиков и регуляторов контролируют давление в баллоне ГП, хим. состав откачиваемого газа, темп-ру внутр. элементов и оболочки ГП при их обеэгаживании, регулируют режим работы вакуумных насосов, напряжение и ток в элементах ГП при тренировках приборов и т. д. Автоматич. системы управления не только обеспечивают требуемые качество и надежность ГП, но и существенно повышают производительность постов за счёт оптимизации технологич. операций в процессах О. и н. ГП.
ОТКАЧКА, уменьшение концентрации газа внутри баллона электровакуумного прибора или ш рабочей камере техно логич. вакуумной установки с помощью откачных устройств (вакуумных насосов, вакуумных агрегатов, откачных постое и др.) и газопоглотителя (геттера). В процессе О. из откачиваемого объёма удаляется воздух, а также газы, выдел вющиеся с поверхности стенок объёма и находящихся внутри элементов, и газы, натекающие в объём через неплотности соединений и вследствие проницаемости стенок. Принципиальная схема вакуумной системы для О. приведена на рис. 1. В общем случае процесс О. характеризуется скоростью удаления газа из откачиваемого объема, производительностью от намного устр-ва, уровнями давления в откачиваемом объёме и ив входе откачного устр-ва, проводимостью коммуникации, соединяющей откачное устройство с откачиваемым пространством.
Различают два режима процесса О.: стационарный и нестационарный. При стационарном режиме кол-во газа, удаляемого в ед. времени из откачиваемого пространства, равно кол-ву газа, поступающего в него за тот же промежуток времени. Такой режим характеризуется постоянством во времени потока откачиваемого газа, давления и режима течения газа в любом сечении тракта О. Стационарный режим процесса О. имеет место, напр., в вакуумно-иапылит. установках с пост, напуском газа при осаждении тонких пленок методом распыления, при ионном и плазмохим. травлении и др. Для стационарного режима осн. параметрами, определяющими О , являются производительность откачиой системы и рабочее давление в откачиваемом объёме.
Нестационарный режим О. характеризуется непрерывным изменением давления и потока гвза в каждом сечей и и вакуумной системы. Наиболее часто в вакуумных процессах встречается разновидность нестационарного режима— квазистационарный режим, к-рый характеризуется тем, что объём тракта О. значительно меньше откачиваемого объёма, а резиость давлений на концах тракта О. мала по сравнению со ср. давлением в нём и в тракте в каждый момент времени существует один режим течения газа. Квазистационариый режим имеет место в большинстве вакуумно-тех но логич. процессов, напр. при начальной О. до рабочего давления любой вакуумной системы, в т. ч. и системы, в к-рой рабочим процессом О. явлвется стационарный процесс. При квази-стационариом режиме к оси. параметрам, определяющим процесс О., относвтся время откачки объёма от начального давления до требуемого конечного давления и быстрота действия откачной системы, необходимая для достижения требуемого давления за определённый промежуток времени. Аиалитич. определение времени О. в высоковакуумных системах весьма затруднительно из-за сложности учёта изменения по времени гаэовыделения, интенсивности прогрева, изменения быстроты действия вакуумного насоса от изменения давления в откачиваемом пространстве, избирательности откачных устр-в по отношению к различным газам и т. д. Типичная зависимость (для непрогре-ваемой высоковакуумной системы) изменения давления в откачиваемом пространстве от времени откачки приведена на рис. 2.
Быстрота действия вакуумного насоса, необходимая для обеспечения требуемой быстроты О., во многом определяется проводимостью коммуникации, к-рая зависит как от характера соединения элементов коммуникации (трубопроводов, клапанов, ловушек и др.), так и от режима течения газа в коммуникации. Элементы коммуникации могут быть соединены между собой последовательно (газ проходит поочерёдно через все элементы) или параллельно (поток газа разветвляется по иеск. элементам). Проводимость коммуникации аналогична проводимости злектрич. цепи: при параллельном соединении элементов суммируются их проводимости, а при последовательном — величины, обратные проводимости элементов.
О. применяется в произ-ве ИЭТ при изготовлении электровакуумных и газоразрядных приборов в процессах осаждения и травления материалов, молекулярно-лучевой эпи-таксии, ионной имплантации, электронного и термич. отжига, в произ-ве ИС и ПП приборов, в процессах электронной и ионной литографии и др. О. широко используется в разл. исследоват. установках (напр., для исследования процессов нанесения тонких плёнок, молекулярно-лучевой эпитаксии) и в технологич. агрегатах (см Вакуумная напылительная техника).
О-ТИПА ПРИБОР, электровакуумный СВЧ прибор, в к-ром электронный пучок направлен вдоль оси пространства взаимодействия блока резонаторов или замедляющей системы, а в энергию СВЧ поля преобразуется кинетич. энергия эл-нов, приобретённая в ускоряющем поле электронной пушки. О -т. п. используются для усиления и генерирования электрич. колебании в дециметровом, сантиметровом и миллиметровом диапазонах волн в радио-локац. и навигац. устр-вах, устр-вак космич. связи, измерит, техники, в линейных ускорителях и т. д. К оси. у с и* лительиым О-т. п. относятся пролётный клистрон и его разновидности, а также лампа бегущей волиы; к генераторным—отражательный клистрон и лампа обратной волны. Для большинства О-т. п характерно при менеиие электронно-оптической системы с продольным магн. полем для фокусировки пучка. Реже в О-т. п. применяются электронно-оптич. системы с электростатич. полем.
ОСЦИЛЛОГРАФИЧЕСКИИ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ПРИБОР, приёмный электронно-лучевой прибор, предназначенный для отображения злектрич. сигналов и процессов в графич. форме; осн. элемент электроннолучевого осциллографа. В О. э.-л. п. (рис. 1) электронный пучок, сформированный электронным прожектором, отклоняется злектростатич. отклоняющей системой, состоящей в простейшем случае из двух взаимно перпендикулярных пар отклоняющих пластин — сигнальной (СП) и временной (ВП), и, попадая на люминесцентный экран, возбуждает его свечение. Регистрируемый сигнал подается на СП, вызывая отклонение пучка в вертикальном направлении, в то время как на ВП подаётся периодический или однократный сигнал временной развёртки, отклоняющий пучок с равномерной скоростью в горизонтальной плоскости. В результате суммарного отклонения на люминесцентном экране воспроизводится график (осциллограмма) изучаемого процесса в декартовой системе координат.
О. э.-п. п. условно делятся на низкочастотные (НЧ) длв регистрации злектрич. сигналов в диапазоне до 10 МГц, средней частоты (СЧ) — до 200 МГц, высокочастотные (ВЧ) — до 1,5 ГГц и сверхвысокочастотные (СВЧ) для регистрации однократных и непрерывно изменяющихся процессов в диапазоне частот до неск. ГГц (рис. 2). Для НЧ и СЧ диапазонов существуют также запоминающие О. э.-л. п., позволяющие длит, время наблюдать однократно прошедшие или медленно протекающие процессы (см. Запоминающий электронно-лучевой прибор). В НЧ и СЧ О. э.-л. п. отклонение по обеим осям осуществляется обычными отклоняющими пластинами. Для ВЧ и СВЧ О. э.-л. п. СП виде отклоняющих пластин неприменимы, т. к. за времв пролета эл-иов пространства между пластинами фаза подаваемого на них сигнала изменяется, что приводит к резкому снижению чувствительности прибора и возникновению амплитудных и фазовых искажений осциллограммы. В таких О. э.-л. п., как правило, используется сигнальная отклоняющая система с «бегущей волной».
Оси. характеристики О. э.-л. п.: разрешающая способность (обычно оценивается по ширине отд. узкой линии осциллограммы), чувствительность к отклонению (величина отклонения пучка ид экрана на 1 В отклоняющего напряжения), ширина рабочей полосы частот (диапазон частот, в к-ром неравномерность зависимости отклонения от частоты не превышает 3 дБ), яркость линии для ВЧ и СВЧ О. э.-л. п., а также скорость фотозаписи (скорость однократного перемещения пучка по экрану, при к-рой вщё может быть получено фотографич. изображение осциллограммы с заданной плотностью почернения). Чем выше ускоряющее напряжение О. э.-л. п., тем больше яркость линии и скорость фотозаписи и тем меньше чувствительность к отклонению. Для обеспечения достаточно высоких значений осн. параметров в совр. О. э.-л. п. применяются системы послеускорения, вследствие чего энергия зл-нов в области отклонения в иеск. раз ниже, чем при падении на экране, а также рассеивающие сеточные, квадруполь-иые или сильные перефокусирующие электронные линзы для усиления и отклонения пучка после прохождения отклоняющей системы. Из всех О. э.-л. п. наибольшей разрешающей способностью (50—300 мим), чувствительностью по отклонению (10 мм/В) и скоростью фотозаписи (до десятков тыс. км/с) обладают ВЧ и СВЧ О. э.-л. п. Для повышения скорости фотозаписи в СВЧ О. э.-л. п. люминесцентный экран наносится на стекловолоконное выходное окно, что позволяет вести фотографирование контактным методом, исключив потери света в объективах. Кроме того, высокие скорости фотозаписи обеспечиваются путем усиления тока пучка с помощью располагаемого перед экраном каналового электронного умножителя. В. А. Богаченко ОТЖИГ, технологический процесс, заключающийся в нагреве деталей или материалов до определенной темпера-Typbi, выдержке их в нагретом состоянии и последующем обычно медленном охлаждении; разновидность термообработки. О. производится для упорядочения структуры материала, а в нек-рых случаях для придания поверхности изделия заданных св-в. В технологии электронного приборостроения наиболее часто О. подвергаются заготовки перед формованием из иих деталей и готовые детали после формования, сварные соединения металлических и особенно стеклянных деталей, а также поверхности ПП пластин.
О. заготовок перед формованием придаёт материалу пластичность, необходимую для изготовления деталей методом пластич. деформации (напр., О. вольфрамовой или молибденовой проволоки перед навивкой из них спирали). О. готовых деталей после формования снимает внутр. напряжения, к-рые возникают при изготовлении деталей и могут приводить к их деформации при эксплуатации. О. металлич. и стеклянных деталей после их сварки снимает внутр. напряжения, к-рые могут вызвать коробление или растрескивание деталей вплоть до их разрушения (напр., разрыв колбы ЭЛП). О. поверхности ПП пластин упорядочивает структуру материала в поверхностном слое заданной глубины. Примером О. для получения определённых св-в поверхности может служить т. и-окисляющий О. металлич. деталей во влажном водороде для получения на их поверхности тонкого слоя окисла, обеспечивающего прочное сцепление металла со стеклом при сваривании.
Для О. широко используются злектрич. и газовые печи, нагреват. индукторы, злектронио-лучевые установки и т. д., нагрев в к-рых осуществляется с помощью газовых горелок, ВЧ эл.-магн. полей, злектрич. тока и электронных пучков. С кон. 70-х гг. . 20 в. для О. поверхности ПП пластин применяют луч лазера, что позволяет улучшить структуру материала в поверхностном слое, не вызывая при этом коробления пластин. В кон 80-х гг. получил распространение «динамический отжиг» кратковрем. импульсами светового потока высокой
энергии.
ОСЦИЛЛОГРАФ (от лат. oscillo — качаюсь и греч. graphd — пишу), прибор для визуального наблюдения или регистрации функциональной связи между двумя или более величинами, характеризующими к -л. физ процесс. В электронике наиболее часто О ислольэуется длв наблюдения изменении тока или напряжения во времени, а также для измерения разл. электрич величин, амплитуды тока и напряжения, частоты, сдвига фаз, глубины модуляции, длительности и частоты повторения электрич импульсов и др С помощью О можно также наблюдать и записывать быстро меняющиеся нвэлектрич величины (давление, темп-ру, влажность и др-), предварительно преобразовав их электрич сигналы. По принципу действия различают евв-толучввые и электроино-лучевыв (или электронные) О
Севтолучевые О выполняются на базе одного или неси зеркальных гальванометров или шлейфов (шлейф — лёгкая петелька иэ очень тонкой проволоки с укреплен ным иа ней небольшим зеркальцем, помещаемая между полюсами пост магнита) Помимо зеркального гальванометра (шлейфа) О. содержит светооптич. систему, носитель записи (светочуветвит бумага или фотоплёнка). механизм развертки (рис. 1). Электрич сигнал (ток), про пущенный через рамку гальванометра, или шлейф, вызывает поворот зеркальца, и отражённый световой луч оставляет ив равномерно движущемся носителе след в виде нек-рой кривой, отображающей изменение электрич сигнала во времени. Для визуального наблюдения изменения исследуемой величины служит встроенный просвет-ныи экран, иа к-рыи отводится часть светового луча. Развёртка луча на экране осуществлвется с помощью равномерно вращающегося многогранного зеркального барабана. Для одновременной регистрации нес к фиэ. величии О. могут иметь от 4 до 60 шлейфов.
В электронно-лучевом О изменение исследуемой фиэ. величины во времени отображается с помощью электронного луча на экране осциллографического электронно-лучевого прибора Чаще всего с помощью электронного О. исследуют электрич сигналы. На экранах большинства О. имеются проградуированные шкалы, позволяющие измерять амплитудные или временные характеристики всего сигнала или его части. Помимо ЭЛП в состав электронного О. входят (рис. 2)' усилитель вертикального отклонения (широкополосный видеоусилитель) — канал «V»; генератор (напр., ждущий мультивибратор) и усилитель развёртки, формирующие пилообразное напряжение на горизонтально отклоняющих пластинах, — канал «X»; синхронизатор, формирующий синхроимпульс для запуска генератора развёртки в момент, соответствующий выбранной точке исследуемого сигнала; калибратор длительности, вырабатывающий временные отметки, по к-рым можно измерять временные характеристики сигналов; блок электропитания. Исследуемый электрич. сигнал подаётся на вертикально отклоняющие пластины ЭЛП непосредственно пибо через усилитель (если сигнал мал), вызывая соответствующее отклонение электронного луча в вертикальном направлении; горизонтальное перемещение луча создаётся генератором горизонтальной развёртки. В результате иа экране ЭЛП высвечивается кривая линия, отображающая изменение исследуемого сигнала во времени. Для одноврем. исследования двух и более сигналов применяются многолучевые О. (чаще всего двулучевые), а также встроенные многоканальные электронные коммутаторы, обеспечивающие получение изображения неск. сигналов путём периодич. поочерёдного подключения их к входу усилителя вертикального отклонения.
Среди электронных О. различают неск. разновидностей: универсальные электронные О. (описай выше), запоминающие, стробоскопические, скоростные и специальные. В запоминающих О. используются ЭЛП с накоплением заряда, в к-рых изображение сохраняется длит, время, напр. до неск. суток после выключения прибора. Применяется для исследования однократных и редко повторяющихся сигналов.
В стробоскопических О. применяется способ после доват. стробирования мгновенных значений сигнала в одной точке К моменту прихода след. сигнала стробирующий импульс сдвигается во времени и обеспечивает отображение на экране О. значения сигнала, соответствующее этому моменту времени, и так до тех пор, пока стробирующий импульс не пройдёт исследуемый сигнал полностью. При этом на экране О. отображается огибающая мгновенных значений входного сигнала. Стробоскопич. О. отличаются наиболее широкой полосой пропускания и позволяют исследовать сигналы с длительностью до 10 с.
Скоростные О. предназначены для регистрации однократных и повторяющихся сигналов в полосе частот ок- единиц ГГц. В таких О. используется ЭЛП с вертикально отклоняющей системой типа «бегущей волны»; исследуемый сигнал подаётся непосредственно на отклоняющую систему. В иек-рых моделях О. используется квад-рупольная фокусировка луча системой магн. линз, позволяющая увеличить скорость записи при фоторегистрации осциллограммы. С этой же целью применяются ЭЛП с волоконно-оптич. экраном.
К специальным О. относятся: О. для исследования телевиз. сигналов; медицинские индикаторы — мониторы для одновременного наблюдения 8—12 изображений; логич. О. (анализаторы логич. состояния), на экране к-рых вое производи тс в в виде двоичного кода состояние исследуемого сигнала (или состояние исследуемой электронной схемы); бесконтактные осциллографич. приборы, предназначенные для контроля и наблюдения злектрич. сигналов через изоляц. покрытия без контакта с токопроводящими -поверхностями (такие приборы применяются, напр., при проектировании и изготовлении БИС и микропроцессоров).
ОСТЕКЛОВЫВАНИЕ, создание тонкого слоя стекловидного веществе на поверхности изделии или полуфабрикатов из разл. материалов. В произ-ве ИЭТ О. используете в в основном с целью получения изоляц. слоя на металлич. и кврамич. подложках, для создания защитных оболочек на ЛЛ приборах, предохраняющих от механич., климатич., световых и др. воздействии, для заполнения рабочего зазора магн. головок и т. д. Процесс О. осуществляется в два этапа: сначала на очищенную поверхность изделия методами седиментации или электрофореза из суспензии осаждается стеклопорошок; затем изделие подвергают термообработке при темп-ре, близкой к темп-ре размягчение стекла, в результате порошок оплавляется и стекловидная масса, растекаясь, покрывает ровным слоем поверхность изделия
Состав исходного в-ва выбирается в зависимости от материала изделия и назначения стекловидного слоя, напр., для О металлич. подложек из стали или титана используют стекловидные материалы на основе ВаО — МдО — В О) — Si О — AI О , при формировании защитных покрытии в ИЭТ — стёкла системы РЬО — ВО — Si О . Синтез таких материалов осуществляется в плазме ВЧ разряда, что обеспечивает получение особо чистых стекло-порошков иэ частиц сферич формы диаметром не более 10 мм. На основе этих стеклопорошков приготовляется рабочая суспензия.
Важнейшим условием прочного соединения стекловидного слоя с материалом изделия явлвется соответствие их темп-рных коэф. расширения.
ОСТАТОЧНОЙ АТМОСФЕРЫ АНАЛИЗАТОР, прибор для оперативного контроля состава парогазовой среды в вакуумном объёме. В электронном приборостроении Большинство техиологич. процессов (напр, напыление тонких плёнок, молекулярно-лучевая эпитаксия) проводятся в условиях высокого вакуума с контролем и регулированием состава остаточной атмосферы. Для анализа состава парогазовой среды применяют спектральные, масс-спвктрометрич. и др. анализаторы Наибольшее распространение получили масс-спектрометрич. О. а- а. В состав такого анализатора входят: источник эл-нов для ионизации части молекул газа и пара, анализатор для разделения ионов по отношению m e (m — масса иона, в — заряд иона), система для раздельной регистрации ионов с различными величинами гп/е- Существуют масс-спектрометрич. О. а. а. с магн. отклонением, циклоидальные, времяпролёт-иые, радиочастотные, квадрупольиые, монополврные, оме-гатрониые и др. На рис. 1—2 показаны схемы устройства и принципы действия квадрупольного О. а- а. и радиочастотного масс-аиализатора.' На выходе анализаторов вырабатываются сигналы в виде масс-спектра, каждый из пиков к-рого указывает иа наличие определенных ионов, а высота пика — на содержание этих ионов в остаточной атмосфере. Совр. О а. а. имеют разрешающую способность 200 и более и порог чувствительности до 10 Па
ОРОТРОН (от нач. букв слов открытый резонатор и ...трон), электровакуумный СВЧ прибор, в к-ром кинетич.
энергия электронов преобразуется в энергию СВЧ поля открытого резонатора (ОР); относится к О типа приборам. Предложен сов. физиками Ф. С- Русиным и Г. Д. Богомоловым в 1965 в качестве генератора эл.-магн. колебаний миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов. Схема О. представлена на рисунке. ОР образован плоским и вогнутым зеркалами; на поверхности плоского зеркала размещена отражающая дифракц. решётка (типа «гребёнки»), над к-рой проходит ленточный электронный лоток, создаваемый электронной пушкой и удерживаемый продольным стетич. магн. полем. Коллектор О- собирает эл-ны, прошедшие через резонатор; вывод энергии вол ново дного типа связывает резонатор генератора с нагрузкой. В О. используется индуцированное дифракц. излучение эл-иов, движущихся равномерно и прямолинейно вдоль периодич. структуры. Как и в др. приборах О-тнла, взаимодействие эл-нов с СВЧ полем в О. (их группирование, торможение) осуществляется при совпадении ср. скорогти эл-нов и фазовой скорости пространственной гармоники периодич. структуры.
Высоко добротный ОР обеспечивает возникновение положит, обратной связи между эл.-магн. полем и электронным потоком, необходимой для самовозбуждения СВЧ колебаний. О. самовозбуждается аналогично лампе обратной волны О-типа при превышении током пучка пускового (порогового) значения. О. — один из первых ЭВП СВЧ, использующих аналогично лазеру резонансную систему в виде ОР, размеры к-poro много больше рабочей длины волны. Приборы такого типа иногда наэ. генераторами дифракционного излучения.
В настоящее время (нач. 90-х гг.) имеются лншь экс-пери м. образцы О Их типичные параметры: рабочая длина волны лежит в диапазоне 0,1—10 мм, выходная мощность — от единиц до десятков Вт, кпд составляет неск. процентов. Перестройка частоты генерации в О. осуществляется в широком диапазоне (до 20—30%) путём изменения ускоряющего напряжения нли расстояния между зеркалами ОР. Достоинствами О являются высокая стабильность частоты и низкий уровень амплитудных и частотных шумов (напр., на порядок ниже, чем в клистроне или ЛОВ О-типа), недостатками — сильная неравномерность выходной мощности по частоте при частотной перестройке, а также сложность изготовления отражающих решёток ОР в коротковолновой части миллиметрового диапазона.
ОПТОЭЛЕКТРОННАЯ ПАРА (о птопара), полупроводниковый прибор, состоящий из излучающего (входного) и фотоприёмного (выходного) элементов, между к-рыми I имеется оптич. связь и обеспечена электрич. изоляция. I Иногда О. п. отождествляют с оптроном, однако термин I «оптрон» является более широким. В
В излучателе О. п. электрич. сигнал преобразуется I в световой и передаётся по оптич. каналу в фотоприёмник, I где вновь преобразуется в электрический. Излучателями I О. п. служат излучающие диоды на гетеропереходах В (чаще на основе GaAIAs или GaAsP, реже — GaAs, GaP I и ДР-), иногда — миниатюрные лампочки накаливания или электролюмииесцеитные ячейки; фотоприёмниками — кремниевые фотодиоды с р—i—п-структурой, фототранзисторы, фототиристоры илн фоторезисторы (как правило, иа основе CdS — CdSe). Излучатель и фотоприёмник в О. п. соединены обычно оптически прозрачным клеем, силиконовой резиной, вазелином или эпоксидной смолой. О. п. помещают в герметизируемые корпуса с хорошей электрич. изоляцией.
В зависимости от типа фотоприёмника различают диодные, реэисторные, транзисторные и тиристорные О. п. Оси. особенности О. п.: практически полная электрич. развязка входных и выходных цепей, возможность бесконтактного управления электронными устр-вами, однонаправленность потока информации по оптич. каналу, отсутствие обратной реакции приёмника на излучатель, возможность передачи как импульсного сигнала, так и пост, составляющей, возможность управления выходным сигналом путём иеэлектрич. воздействия (механического, магнитного и др.) на оптич. канал.
О. л. характеризуются входными параметрами (электрич. параметрами излучателя) и параметрами изоляции, общими для всех видов О. п.: пост, и пиковым напряжением (0,1—10 кВ), сопротивлением (10*—10м Ом), проходной ёмкостью (5—0,01 пФ). Выходные параметры О- п. определяются типом фотоприёмника. Диодные и транзисторные О. п. характеризуются коэф передачи К( (отношение выходного тока к входному): К,с*\% для диодных О. п. и К, cs50—1000%—для транзисторных. Быстродействие этих О. п. лежит в наносекундном (диодные) и мнкросекундном (транзисторные) диапазонах. К оси. выходным параметрам тиристорных О. п. относятся ток спрямления (пост, ток излучателя, при к-ром происходит включение фототиристора) и токн переключения. Время переключения фототиристоров 10—30 мкс. Резисторные О. л. характеризуются значениями выходного сопротивления в «темно-вом» RT (10*—10'' Ом) и засвеченном R„ J10*—10* Ом) состояниях фоторезистора и отношением RT/RCi (№'—10h); ? быстродействие — 0,01—1 с-
ОПТОЭЛЕКТРОНИКА, раздел электроники, охватывающий использование эффектов взаимодействия эл.-магн. волн оптич. диапазона (3*10"—3-Ю1' Гц) с электронами в веществах (гл. обр. в твёрдых телах) и методы создания оптоэлектронных приборов и устройств, использующих эти эффекты для генерации, передачи, хранения, обработки и отображения информации. В О. условно выделяют фотоиику (исследование методов создания устр-в, предназначенных для хранения, передачи, обработки и отображения информации, представленной в виде только оптич. сигналов), раднооптику (приложение принципов и методов радиофизики к оптике) н оптроннку (исследование методов создания электронных устр-в с внутр. оптич. связями, т. н. оптронных схем).
Историческая справка. Идея использования оптич. излучения для обработки и передачи информации возникла в 50-х гг. 20 в., но известные в то время средства для взаимного преобразования электрич. и оптич. сигналов и осуществления оптич. связи не обеспечивали необходимых эффективности и быстродействия, а также возможности микроминиатюризации. О. начала формироваться как самостоят раздел науки и тежники в 60-к гг., когда были созданы лазеры и излучающие диоды- В последующее десятилетие были созданы оси. приборы и устр-ва О.-по л у проводниковые и жидкокристаллич. индикаторы (1966— 68); осн. тип много эле мент но го фотоприемника — кремниевый экран на приборах с зарядовой связью (1969); оптич. запоминающие устр-ва (1966—67) Идея создания волоконно-оптич. линии связи возникла в 1966, в её практич. воплощение началось с 1970. Микроминиатюризация элементов и устр-в О началась с 1970, когда возникла интегральная оптика.
Физические основы оптожлектроннки. Развитие О. стало возможным благодаря фундаментальным достижениям в области квантовой электроники, полупроводниковой электроники, физики твердого тела и оптики. В О. практически освоенный диапазон эл.-магн. волн лежит в пределах 0,2—20 мкм. Однако большинство совр. оптоэлектрониых приборов и устр-в работает в диапазоне длин волн 0,5— 1,5 мкм Работа таких приборов и устр-в основана на использовании реэл. видов люминесценции (электро-, като-до-, фотолюминесценции); электро-, магнито- и акусто-оптических эффектов (напр., эффектов Керри, Поккельса, Фараде я, акустооптич. дифракции); фотоэлектрических явлений (напр, фотоэлектрич. эффекта); явлении распространения оптич. излучения в изотропных и анизотропных средах (напр., волоконных и интегральио-оптич. световодах); нелинейных оптич явлении (см. Нелинейная оптика).
Достоинства О. по сравнению с вакуумной или полупроводниковой электроникой определяются преимуществами использования оптич. излучения в приборах и устр-вах, предназначенных для передачи, хранения, обработки и отображения информации. Эти преимущества обусловлены электрич. нейтральностью квантов оптич. излучения — фотонов; высокой частотой световых колебании (до 10 Гц) и соответственно малым значением длины волны оптич. излучения (в основном до 1 мкм); малой расходимостью светового луча (-~ 1') и возможностью его достаточно острой фокусировки. Электрич. нейтральность фотонов обеспечивает невосприимчивость оптич. каналов свяэи к воздействиям эл.-магн полей (помехозащищенность, отсутствие перекрёстных помех н др.), полную гальванич. развязку в оптоэлектронных устр-вах с внутр. оптич. свяэями,-двоиную (пространственную и временную) модуляцию потока оптич. излучения (см. Модуляция света), к-рая позволяет параллельно (одновременно) обрабатывать большие
массивы информации. Высокая частота световых колебаний обеспечивает достаточно высокую информац. ёмкость оптич. каналов связи. Малое значение длины волны оптич. излучения обусловливает высокую плотность оптич. записи информации. Малая расходимость светового луча и возможность его острой фокусировки позволяют передавать энергию оптнч. излучения в заданную область пространства с достаточно малыми потерями. Наибольшая частота световых колебании и наименьшая расходимость светового луча достигаются прн использовании в приборах и устр-вах О. когерентного оптич излучения, что обусловливает в большинстве случаев более широкие функциональные возможности таких приборов и устр-в (по сравнению с приборами и устр-вами, использующими некогерентное оптич. излучение).
Осн. материалами, используемыми для создания приборов и устр-в О , являются полупроводниковые материалы (эффективно люмннесцирующие соединения типов А В и АМВ V и твердые растворы на их основе, напр. GaAs, InGaAsP, GaP, GaAIAs, GaAsP, ZnS, и фоточувствит. соединения типов А В , А В и А В , напр. CdS, CdSe, In As, PbS, PbSnTe, CdHgTe), электрооптические материалы (напр, UTaOi, LiNbO ), акустооптические материалы (напр., TeOj, SiO , Ge), магнитооптические материалы (иапр., EuO, MnBi, TmFeO ),а также т. н. оптические материалы (напр., кварц, отд. полимеры, многокомпонентные стёкла), отличающиеся значит, прозрачностью в разл. участках оптич. диапазона, высокой однородностью и строго определёнными оптич. св-вами.
Оптовлектронные устройства. Как отд. устр-ва, так и сложные многоканальные системы О. создаются из отд. элементов. Осн. оптоэлектронными элементами являются источники когерентного (в основном полупроводниковые лазеры) и не когерентного (гл. обр. свето диоды) оптич излучения; оптич. среды (активные и пассивные); приёмники оптич излучения (напр., фотодиоды, фототран-эисторы, фоторезисторы), а также оптические элементы (напр линзы, призмы, зеркала, поляризаторы), волоконно-оптические элементы (напр., жгуты, фоконы, селфоки) и интегрально-оптические элементы (напр., интегрально-оп-тич. зеркала, фильтры).
По функциональному назначению можно выделить неск. групп приборов и устр-в О. Для управления направлением распространения оптич излучения (светового пучка) в пространстве используют дефлекторы. Управление лараметрами оптич. излучения (амплитудой, фазой, поляризацией) осуществляется с помощью модуляторов, а пространственно-временная модуляция потока оптич. излучения — лросгренегвенно-времеиных модуляторов света. Действие дефлекторов и модуляторов основано на физ. эффектах, протекающих в кондеисир. средах при воздействии на них электрич., маги., акустич. и др. полей.
Разл. классы индикаторов (напр., полупроводниковые, газоразрядные, на жидких кристаллах, вакуумные люминесцентные), действие к-рых основано на использовании либо люминесценции, либо электроолтич. эффектов, служат для визуального отображения информации. Наиболее совершенными индикаторами являются плоские дисплеи, к-рые позволяют отображать цифры, буквы, графики, а также движущиеся изображения.
Преобразование оптич. изображения в адекватную последовательность видеоимпульсов осуществляется многоэлементными фотоприёмниками (напр., приборами с зарядовой связью, крамннконамн, сканисторами), действие к-рых основано на преобразовании энергии оптич излучения, формирующего изображение, в электрич сигналы, к-рые последовательно считываются (сканируются) Такие фотоприёмникн применяют в передающих телевиз камерах, в системах искусств, зрения роботов и др
Связь между отд. частями электронных устр-в, при к-рой обеспечивается полная гальванич развязка между ними (оптич. связь), осуществляется с помощью оптронов, состоящих из источника оптич. излучения и фото-приёмиика.