Оптоелектроніка , напрям електроніки, що охоплює питання використання оптичних і електричних методів обробки, зберігання і передачі інформації. О. виникла як етап розвитку радіоелектроніки і обчислювальної техніки, тенденцією яких є безперервне ускладнення систем при зростанні їх інформаційних і техніко-економічних показників (збільшення надійності, швидкодії, зменшення розмірів і ваги, див.(дивися) Мікроелектроніка ). Ідея використання світла для обробки і передачі інформації вже давно реалізована: велика група фотоприймачів (фотоелементів,фотоелектронних помножувачів, фоторезисторів, фотодіодів, фототранзисторів і пр.) служить для перетворення світлових сигналів в електричних. Існують також і перетворювачі послідовності електричних сигналів у видиме зображення (див. Електроннопроменеві прилади ). Вся ж обробка інформації в електричних трактах радіоелектронних пристроїв здійснювалася вакуумними і напівпровідниковими приладами.
О. відрізняється від вакуумної і напівпровідникової електроніки наявністю в ланцюзі сигналу оптичної ланки або оптичного (фотонною) зв'язку. Достоїнства О. визначаються в першу чергу перевагами оптичному зв'язку в порівнянні з електричною, а також тими можливостями, які відкриваються в результаті використання всіляких фізичних явищ, обумовлених взаємодією світлових полів з твердим тілом .
Із-за електричної нейтральності фотонів в оптичному каналі зв'язку не збуджуються електричні і магнітні поля, супутні протіканню електричного струму. Іншими словами, фотони не створюють перехресних перешкод в лініях зв'язку і забезпечують повну електричну розв'язку між передавачем і приймачем, що принципово недосяжно в ланцюгах з електричним зв'язком. Передача інформації за допомогою світлового променя (див. Модуляція світла ) не супроводиться накопиченням і розсіюванням електромагнітної енергії в лінії. Звідси — відсутність істотного запізнювання сигналу в каналі зв'язки, висока швидкодія і мінімальний рівень спотворення передаваної інформації, переносимої сигналом.
Висока частота оптичних коливань (10 14 —10 15 гц ) обумовлює великий об'єм передаваної інформації і швидкодію. Відповідна оптичній частоті мала довжина хвилі (до 10 –4 —10 –5 см ) відкриває дороги для мікромініатюрізациі передавальних і приймальних пристроїв О., а також лінії зв'язку. Мінімальні поперечні розміри світлового променя — порядку довжини хвилі l. Інформаційна ємкість такого каналу унаслідок його великої широкосмугової надзвичайно висока.
Ідеї О. виникли ще в 1955, але відомі у той час засоби для взаємного перетворення електричних і оптичних сигналів і для здійснення оптичного зв'язку не забезпечували необхідних ефективності, швидкодії, потужності світлового потоку можливості мікромініатюрізациі. О. почала інтенсивно розвиватися лише з 1963—65, після того, як з'явилися лазери, напівпровідникові светоїзлучающие діоди і волоконна оптика .
Основні елементи О.: джерела світла (лазери, світлодіоди) оптичні середовища (активні і пасивні) і фотоприймачі. Ці елементи застосовуються як у вигляді різних комбінацій, так і у вигляді автономних пристроїв і вузлів з самостійними приватними завданнями. Існує 2 дороги розвитку О.: оптичний, основу якого складає когерентний промінь лазера (когерентна оптоелектроніка), і електрооптичний, заснований на фотоелектричному перетворенні оптичного сигналу (оптроніка). Суть оптроніки полягає в заміні електричних зв'язків в ланцюгах оптичними. З когерентною О. зв'язані нові принципи і методи побудови великих систем обчислювальної техніки, оптичні зв'язки, запам'ятовування і обробки інформації, що не мають аналогів в традиційній радіоелектроніці. Сюди відносяться голографія з її величезними можливостями запису, зберігання і відображення великих масивів інформації, ЕОМ(електронна обчислювальна машина) з паралельним введенням інформації в вигляді картин (машини з картинною логікою), надшвидкодіючі обчислювальні системи із швидкістю обробки інформації ~10 9 —10 11 операцій в 1 сік , пристрої пам'яті великої ємкості> (10 10 —10 12 біт ), лазерне телебачення та інші. Великі перспективи відкриває когерентна О. перед багатоканальним оптичним зв'язком.
Функціональна когерентна О., або інтегральна оптика, є оптичним аналогом інтегральної мікроелектроніки. Її основу складають діелектричні мікрохвилеводи на жорсткій підкладці. Вони служать для передачі світлового сигналу від одного функціонального вузла до іншого і його перетворення.
В оптроніці використовуються специфічні характеристики, що отримуються в результаті різних комбінацій джерел світла, передавальних середовищ і фотоприймачів, що управляють. Перетворення сигналів в оптроніці здійснюється параметричним методом (див. Параметричне збудження і посилення електричних коливань ). Оптронниє схеми по структурі значно простіше і функціонально більш ємкі, ніж напівпровідникові. Це обумовлено: 1) гальванічною розв'язкою, оптичним зв'язком, що вноситься, в електричні ланцюги, що знімає проблему їх узгодження по імпедансу напрузі, частотам, підвищує стійкість; 2) простотою перетворення електричного сигналу в оптичний (світловий) і знову в електричний і оптичного сигналу в оптичний через етап електричного перетворення (оптронная ланцюг може управлятися і управляти як електричними, так і оптичними сигналами).
Основний структурний елемент оптроніки — оптрон . Оптрони виконують всілякі схемні завдання: посилення і перетворення електричних і оптичних сигналів, перемикання, модуляції і ін. Оптрони можуть поєднувати логічні функції з функціями відображення і індикації, якщо джерело випромінювання працює у видимій частині спектру.
Літ.: Свічників С. Ст, Елементи оптоелектроніки, М., 1971; Фотоелектричні явища в напівпровідниках і оптоелектроніка, збірка ст., під ред. Е. І. Адіровіча, Таш., 1972; Георгобіані А. Н., Широкозонниє напівпровідники A II B IV і перспективи їх вживання, «Успіхи фізичних наук», 1974, т. 113, ст 1.
