{"id":3294,"date":"2026-09-14T14:12:25","date_gmt":"2026-09-14T14:12:25","guid":{"rendered":"https:\/\/duolinkelectronics.com\/?p=3294"},"modified":"2026-09-14T14:14:24","modified_gmt":"2026-09-14T14:14:24","slug":"che-cose-loptoelettronica","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/duolinkelectronics.com\/it\/che-cose-loptoelettronica\/","title":{"rendered":"Che cos\u2019\u00e8 l\u2019optoelettronica? Componenti, tipologie e applicazioni"},"content":{"rendered":"

Quando si acquistano componenti optoelettronici, il problema pi\u00f9 comune non \u00e8 l\u2019impossibilit\u00e0 di trovare il prodotto, ma la scelta di un modello \u201capparentemente simile\u201d. I LED dello stesso colore possono avere lunghezze d'onda e angoli di emissione diversi, e anche i fotodiodi con lo stesso involucro possono presentare differenze significative in termini di velocit\u00e0 di risposta, area fotosensibile, velocit\u00e0 e ambiente di applicazione effettivo.<\/p>\n\n\n\n

Mi chiamo Lori. Nel settore della distribuzione e dell\u2019approvvigionamento di componenti elettronici, mi sono imbattuta in molti requisiti di selezione di questo tipo. Quando qui verifichiamo i materiali optoelettronici, non ci limitiamo a considerare il nome del prodotto o le dimensioni del contenitore. Di solito \u00e8 necessario considerare nel loro insieme il percorso ottico in cui si trova il dispositivo, la corrente di pilotaggio, la temperatura di funzionamento, il tempo di risposta e l\u2019ambiente di applicazione effettivo.<\/p>\n\n\n\n

Questo articolo partir\u00e0 dai principi di funzionamento dell'optoelettronica, illustrer\u00e0 i dispositivi pi\u00f9 comuni per l'emissione di luce, il rilevamento, l'isolamento e la comunicazione, e spiegher\u00e0 gli aspetti a cui gli ingegneri e il personale addetto agli acquisti devono prestare attenzione nella selezione, nella sostituzione e nel controllo di qualit\u00e0.<\/p>\n\n\n\n

1. Che cos\u2019\u00e8 l\u2019optoelettronica?<\/h2>\n\n\n\n

Definizione di optoelettronica<\/h3>\n\n\n\n

L'optoelettronica \u00e8 un settore dell'elettronica che si occupa dei dispositivi in grado di generare, rilevare, trasmettere o controllare la luce. Questi dispositivi creano un collegamento funzionale tra l'energia ottica e quella elettrica.<\/p>\n\n\n\n

La luce in questione non si limita allo spettro visibile. I sistemi optoelettronici possono funzionare con radiazioni ultraviolette, visibili, infrarosse o nel vicino infrarosso. La lunghezza d'onda richiesta dipende dal materiale del dispositivo e dalla funzione a cui \u00e8 destinato.<\/p>\n\n\n\n

La maggior parte dei componenti optoelettronici svolge una delle tre funzioni seguenti:<\/p>\n\n\n\n

Funzione di conversione<\/th>Cosa succede<\/th>Componenti comuni<\/th><\/tr><\/thead>
Da elettrico a ottico<\/td>L'energia elettrica produce luce<\/td>LED, diodi laser, emettitori a infrarossi, OLED<\/td><\/tr>
Da ottico a elettrico<\/td>La luce in entrata produce una risposta elettrica<\/td>Fotodiodi, fototransistor, sensori di immagine, celle solari<\/td><\/tr>
Trasferimento ottico o controllo<\/td>La luce trasporta o controlla un segnale all\u2019interno di un sistema<\/td>Optoaccoppiatori, interruttori ottici, ricetrasmettitori in fibra ottica<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

Questa definizione fornisce una risposta concreta alla domanda: \u201cChe cos\u2019\u00e8 l\u2019optoelettronica?\u201d. Non si tratta di un\u2019unica categoria di prodotti con un unico principio di funzionamento, bens\u00ec di un insieme di tecnologie basate sull\u2019interazione tra fotoni e materiali semiconduttori.<\/p>\n\n\n\n

Come funzionano i dispositivi optoelettronici<\/h3>\n\n\n\n

In un LED o in un diodo laser, la corrente applicata provoca la ricombinazione di elettroni e lacune all\u2019interno di una giunzione semiconduttrice. Questo processo rilascia energia sotto forma di fotoni. Il materiale semiconduttore e la struttura del dispositivo influenzano la lunghezza d\u2019onda, l\u2019efficienza, la potenza di uscita e le caratteristiche del fascio.<\/p>\n\n\n\n

Un fotorilevatore funziona in modo opposto. I fotoni penetrano in una regione semiconduttrice fotosensibile e trasferiscono energia ai portatori di carica. La corrente o la tensione risultante pu\u00f2 essere misurata ed elaborata dal circuito.<\/p>\n\n\n\n

Gli optoaccoppiatori combinano entrambe le funzioni in un unico dispositivo. Un LED interno emette luce, che viene ricevuta da un fotorilevatore attraverso un'intercapedine elettricamente isolante. Il segnale attraversa l'intercapedine, mentre la corrente elettrica diretta non la attraversa. Questa configurazione contribuisce a proteggere i circuiti di controllo a bassa tensione dalle sezioni ad alta tensione, dai picchi di tensione e dalle differenze di potenziale rispetto alla terra.<\/p>\n\n\n\n

Optoelettronica vs. Fotonica<\/h3>\n\n\n\n

L'optoelettronica e la fotonica si sovrappongono, ma non sono sostituti esatti l'una dell'altra.<\/p>\n\n\n\n

L'optoelettronica si occupa solitamente dei dispositivi a semiconduttore che convertono i segnali da forma elettrica a forma ottica e viceversa. LED, diodi laser, fotodiodi, optoaccoppiatori e sensori ottici rientrano naturalmente in questo campo.<\/p>\n\n\n\n

La fotonica ha un ambito di applicazione pi\u00f9 ampio. Comprende la generazione, la propagazione, l'elaborazione e la misurazione della luce, incluse tecnologie che potrebbero non basarsi sulla conversione elettrica in ogni fase. Le fibre ottiche, le lenti, le guide d'onda, i modulatori, i filtri e i sistemi laser rientrano tutti nell'ambito della fotonica.<\/p>\n\n\n\n

Un modo utile per distinguerli \u00e8 quello di considerare i confini del sistema. Se l\u2019aspetto principale \u00e8 l\u2019interfaccia elettrica di un dispositivo a semiconduttore basato sulla luce, il termine \u201coptoelettronica\u201d \u00e8 solitamente quello pi\u00f9 preciso. Se invece la progettazione si concentra sul modo in cui la luce si propaga o viene manipolata in quanto tale, il termine \u201cfotonica\u201d potrebbe essere pi\u00f9 appropriato.<\/p>\n\n\n\n

\"Tipi
Tipi comuni di componenti optoelettronici<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

2. Componenti principali di un sistema optoelettronico<\/h2>\n\n\n\n

Componenti a emissione di luce<\/h3>\n\n\n\n

Un componente luminescente converte l'energia elettrica in luce. La scelta corretta non dipende solo dalla luminosit\u00e0.<\/p>\n\n\n\n

I LED producono una luce a spettro relativamente ampio e sono disponibili in numerosi colori, forme, livelli di potenza e angoli di visione. Sono ampiamente utilizzati per indicatori, illuminazione, display, sistemi di rilevamento e segnalazione ottica.<\/p>\n\n\n\n

I diodi laser producono un fascio pi\u00f9 stretto e direzionale. La loro emissione ottica pu\u00f2 essere modulata ad alta velocit\u00e0, il che li rende adatti alle comunicazioni in fibra ottica, alla scansione, alla misurazione della distanza e al rilevamento di precisione. Di norma richiedono un controllo della corrente e una gestione termica pi\u00f9 rigorosi rispetto ai LED indicatori standard.<\/p>\n\n\n\n

Gli emettitori a infrarossi generano luce al di fuori dello spettro visibile. Si trovano nei telecomandi, nei sistemi di sicurezza, negli encoder ottici, nei sensori di prossimit\u00e0 e nell'illuminazione per la visione artificiale.<\/p>\n\n\n\n

I dispositivi OLED utilizzano strati di semiconduttori organici per produrre luce. Poich\u00e9 ogni pixel \u00e8 in grado di emettere luce autonomamente, la tecnologia OLED consente di realizzare display sottili, con elevato contrasto e forme flessibili.<\/p>\n\n\n\n

Componenti sensibili alla luce<\/h3>\n\n\n\n

I fotodiodi generano una corrente proporzionale all'intensit\u00e0 della luce incidente. Se abbinati a un circuito amplificatore adeguato, garantiscono una risposta rapida, un comportamento prevedibile e un basso livello di rumore.<\/p>\n\n\n\n

I fototransistor incorporano un guadagno interno del transistor. Sono in grado di produrre un segnale di uscita pi\u00f9 forte rispetto a un fotodiodo standard, ma tale guadagno comporta spesso tempi di commutazione pi\u00f9 lenti e un comportamento meno lineare. Funzionano bene in molte applicazioni di rilevamento di presenza e di commutazione in cui non \u00e8 richiesta una velocit\u00e0 estrema.<\/p>\n\n\n\n

I fotoresistori modificano la propria resistenza al variare dell'intensit\u00e0 luminosa. Sono facili da utilizzare per applicazioni di rilevamento della luce di base, sebbene la loro risposta sia pi\u00f9 lenta e le loro caratteristiche possano variare in funzione della temperatura e della storia del dispositivo.<\/p>\n\n\n\n

I sensori di immagine CMOS e CCD contengono ampi array di pixel fotosensibili. I sensori CMOS integrano un maggior numero di funzioni di lettura ed elaborazione sul chip e sono prevalenti in molte moderne applicazioni di imaging. I sensori CCD continuano a essere utili in determinati sistemi scientifici e di misurazione in cui si attribuisce particolare importanza a determinate caratteristiche relative al rumore o alla qualit\u00e0 dell'immagine.<\/p>\n\n\n\n

Componenti ottici di controllo e isolamento<\/h3>\n\n\n\n

Gli optoaccoppiatori trasmettono i segnali attraverso una barriera di isolamento. Le loro caratteristiche di ingresso e uscita devono essere valutate congiuntamente. Un\u2019elevata tensione di isolamento non garantisce che l\u2019uscita si commuti correttamente in ogni combinazione di corrente di ingresso, temperatura e durata del dispositivo.<\/p>\n\n\n\n

Gli interruttori ottici utilizzano una sorgente luminosa e un rilevatore per individuare un'interruzione o un riflesso. Gli interruttori a fessura sono in grado di rilevare una bandierina in movimento o una rotella di un encoder. Gli interruttori riflettenti monitorano la luce riflessa da una superficie vicina.<\/p>\n\n\n\n

I rel\u00e8 a stato solido utilizzano spesso un collegamento ottico interno per controllare uno stadio di uscita a semiconduttore. Garantiscono un funzionamento silenzioso e l'assenza di usura dei contatti meccanici, sebbene occorra comunque prestare attenzione alla corrente di dispersione, alla resistenza in conduzione, al tipo di carico e al comportamento termico.<\/p>\n\n\n\n

I ricetrasmettitori in fibra ottica integrano funzioni di trasmissione e ricezione per la comunicazione tramite fibra ottica. La loro scelta pu\u00f2 dipendere dalla velocit\u00e0 di trasmissione dei dati, dalla lunghezza d'onda, dal tipo di connettore, dal tipo di fibra, dalla distanza di collegamento, dall'interfaccia digitale, dal consumo energetico e dalla compatibilit\u00e0 con gli standard.<\/p>\n\n\n\n

3. Tipi comuni di dispositivi optoelettronici<\/h2>\n\n\n\n

LED e diodi laser<\/h3>\n\n\n\n

Sia i LED che i diodi laser producono luce attraverso la ricombinazione dei semiconduttori, ma il loro comportamento ottico \u00e8 diverso.<\/p>\n\n\n\n

Fattore di selezione<\/th>LED<\/th>Diodo laser<\/th><\/tr><\/thead>
Spettro ottico<\/td>Relativamente ampio<\/td>Stretto<\/td><\/tr>
Distribuzione del fascio<\/td>Pi\u00f9 ampio e meno direzionale<\/td>Stretto e direzionale<\/td><\/tr>
Coerenza<\/td>Basso<\/td>Alto<\/td><\/tr>
Velocit\u00e0 di modulazione<\/td>Adatto a numerosi indicatori e collegamenti a corto raggio<\/td>Particolarmente indicato per collegamenti ad alta velocit\u00e0 e sistemi ottici di precisione<\/td><\/tr>
Requisiti relativi all'unit\u00e0<\/td>Spesso meno impegnativo<\/td>Richiede una corrente controllata e una protezione termica pi\u00f9 efficace<\/td><\/tr>
Usi tipici<\/td>Illuminazione, display, indicatori di stato, comandi a infrarossi<\/td>Collegamenti in fibra ottica, LiDAR, scansione, misurazione<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

Non scegliere un dispositivo basandosi esclusivamente sul nome del colore. Un \u201cLED rosso\u201d, ad esempio, pu\u00f2 essere disponibile in diverse lunghezze d\u2019onda di picco o dominanti. La sua intensit\u00e0 luminosa dipende anche dall\u2019angolo di visione. Un LED ad angolo stretto pu\u00f2 presentare un valore in candele pi\u00f9 elevato rispetto a una versione ad angolo ampio, pur producendo un flusso luminoso totale simile.<\/p>\n\n\n\n

L'acquisto di diodi laser richiede particolare attenzione. La potenza ottica massima, la corrente di soglia, la corrente di funzionamento, la configurazione del fotodiodo di monitoraggio, la polarit\u00e0, la geometria del contenitore e le condizioni di raffreddamento sono tutti fattori importanti. Il superamento del limite di corrente transitoria pu\u00f2 danneggiare la regione emittente prima ancora che si manifesti un problema termico visibile.<\/p>\n\n\n\n

Fotodiodi, fototransistor e sensori ottici<\/h3>\n\n\n\n

La scelta del rivelatore dipende innanzitutto dalla sorgente luminosa. Il rivelatore deve rispondere con intensit\u00e0 sufficiente alla lunghezza d'onda della sorgente per generare un segnale utilizzabile.<\/p>\n\n\n\n

La responsivit\u00e0 \u00e8 solitamente espressa in ampere per watt e varia a seconda della lunghezza d'onda. Il termine \"sensibilit\u00e0\" pu\u00f2 riferirsi a un limite di rilevamento pi\u00f9 ampio a livello di sistema, pertanto i due termini non devono essere considerati intercambiabili. La corrente oscura, il rumore, l'area attiva, la polarizzazione inversa, la capacit\u00e0 di giunzione, il tempo di salita e il design dell'amplificatore influenzano tutti il risultato effettivo.<\/p>\n\n\n\n

Un'area fotosensibile pi\u00f9 ampia \u00e8 in grado di raccogliere una maggiore quantit\u00e0 di luce e facilita l'allineamento meccanico. Tuttavia, pu\u00f2 anche aumentare la capacit\u00e0 della giunzione e ridurre la velocit\u00e0 di risposta. Un rilevatore ad alta velocit\u00e0 con un'area attiva ridotta potrebbe apparire pi\u00f9 vantaggioso sulla scheda tecnica, ma risultare poco performante se il fascio ottico non riesce a rimanere allineato con esso.<\/p>\n\n\n\n

Il Guida alla scelta dei fotodiodi al silicio Hamamatsu<\/a> spiega perch\u00e9 \u00e8 necessario esaminare congiuntamente la risposta spettrale, l\u2019area fotosensibile e la frequenza di taglio. Gli acquirenti dovrebbero richiedere la scheda tecnica completa del produttore, anzich\u00e9 affidarsi esclusivamente alla breve descrizione del prodotto fornita dal distributore.<\/p>\n\n\n\n

Optoaccoppiatori e dispositivi di comunicazione ottica<\/h3>\n\n\n\n

Un optoaccoppiatore standard racchiude in un unico contenitore un LED e un fototransistor, un fotodiodo, una porta logica o un driver per triac. La corrente di ingresso attiva l'emettitore. La luce attraversa la barriera interna e controlla l'uscita.<\/p>\n\n\n\n

Per un optoaccoppiatore a fototransistor, il rapporto di trasferimento di corrente (CTR) \u00e8 un parametro fondamentale. Il CTR descrive la relazione tra la corrente del LED in ingresso e la corrente del collettore in uscita in determinate condizioni di prova. Esso varia in funzione della temperatura, della corrente in ingresso, delle variazioni del dispositivo e del tempo di funzionamento.<\/p>\n\n\n\n

\u00c8 proprio qui che spesso si verificano errori di sostituzione. Due optoaccoppiatori possono avere lo stesso numero di pin e la stessa tensione di isolamento nominale, ma bin CTR, ritardi di propagazione, distanze di dispersione o strutture di uscita diversi. Un ricambio pu\u00f2 adattarsi al PCB e tuttavia causare un funzionamento instabile.<\/p>\n\n\n\n

I dispositivi di comunicazione ottica aggiungono un ulteriore livello di compatibilit\u00e0. Un ricetrasmettitore deve essere compatibile con la lunghezza d'onda del sistema, il tipo di fibra, il connettore, la velocit\u00e0 di trasmissione dati, l'interfaccia elettrica, il link budget e i requisiti di protocollo. Le sole dimensioni dell'alloggiamento non sono sufficienti per stabilire se possa sostituire un altro modulo.<\/p>\n\n\n\n

\"Isolamento
Isolamento tramite optoaccoppiatore in un circuito di controllo<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

4. Come i componenti optoelettronici convertono i segnali<\/h2>\n\n\n\n

Conversione da elettrico a ottico<\/h3>\n\n\n\n

In una giunzione semiconduttrice emettitrice di luce in polarizzazione diretta, gli elettroni e i buchi si spostano nella regione attiva. Quando si ricombinano, viene rilasciata energia. Una parte di tale energia esce dal dispositivo sotto forma di fotoni.<\/p>\n\n\n\n

Il bandgap dei semiconduttori influenza l\u2019energia dei fotoni e la lunghezza d\u2019onda risultante. I materiali a base di nitruro di gallio sono comunemente associati agli emettitori blu e ultravioletti, mentre l\u2019arseniuro di gallio e i composti correlati sono utilizzati nei dispositivi rossi e a infrarossi.<\/p>\n\n\n\n

Non tutta l'energia elettrica in ingresso si trasforma in luce utile. Una parte si trasforma in calore. La struttura del contenitore, la temperatura di giunzione, la densit\u00e0 di corrente e l'efficienza di estrazione ottica influiscono sulla potenza finale. Per questo motivo, quando si confrontano la luminosit\u00e0 dei LED o la potenza dei laser, \u00e8 necessario verificare la corrente e la temperatura specificate per il test.<\/p>\n\n\n\n

Conversione ottica-elettrica<\/h3>\n\n\n\n

Un fotodiodo assorbe i fotoni la cui energia \u00e8 sufficiente a generare coppie elettrone-lacuna nel suo materiale semiconduttore. Un campo elettrico interno separa questi portatori di carica, generando una fotocorrente.<\/p>\n\n\n\n

La scelta del materiale determina in larga misura l'intervallo spettrale utilizzabile. I rivelatori al silicio sono comunemente utilizzati per il rilevamento nella regione del visibile e del vicino infrarosso. I dispositivi InGaAs estendono la sensibilit\u00e0 verso l'infrarosso e sono spesso impiegati nelle comunicazioni in fibra ottica e nella spettroscopia. Altri materiali sono utilizzati per il rilevamento nell'ultravioletto, nell'infrarosso termico o per esigenze di rilevamento specializzate.<\/p>\n\n\n\n

Anche il ricevitore nel suo complesso \u00e8 importante. Un fotodiodo potrebbe richiedere un amplificatore a transimpedenza per trasformare la sua bassa corrente in una tensione utilizzabile. Il rumore dell'amplificatore, i componenti di retroazione, le dispersioni del circuito stampato, la luce ambientale e la schermatura possono limitare le prestazioni anche quando il rivelatore stesso \u00e8 correttamente specificato.<\/p>\n\n\n\n

Trasmissione del segnale e isolamento elettrico<\/h3>\n\n\n\n

La luce pu\u00f2 trasportare impulsi digitali, informazioni analogiche o dati modulati senza creare un percorso conduttivo tra il lato trasmittente e quello ricevente.<\/p>\n\n\n\n

In un alimentatore isolato, ci\u00f2 consente al circuito di retroazione sul lato secondario di comunicare con un controller sul lato primario. Nell\u2019automazione industriale, l\u2019isolamento ottico pu\u00f2 proteggere una scheda di controllo dal rumore dei motori, dai cavi di lunghezza elevata e dalle differenze di potenziale di terra. \u00c8 possibile riscontrare esigenze progettuali simili in diversi ambiti elettronica per l'automazione industriale<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

L'isolamento dipende comunque dalla progettazione complessiva. La tensione nominale di isolamento, la tensione di esercizio, la tensione transitoria, la distanza di dispersione, la distanza isolante, la classe di isolamento e le condizioni di certificazione sono parametri distinti. Una tensione nominale elevata non dovrebbe mai sostituire la consultazione della scheda tecnica e dei requisiti di sicurezza dell'apparecchiatura finale.<\/p>\n\n\n\n

5. Principali applicazioni dell'optoelettronica<\/h2>\n\n\n\n

Elettronica di consumo e sistemi di visualizzazione<\/h3>\n\n\n\n

Gli smartphone contengono componenti optoelettronici nei loro schermi, nelle fotocamere, nei sensori di prossimit\u00e0, nei sensori di luce ambientale, nei sistemi di riconoscimento facciale e nelle funzioni di comunicazione ottica.<\/p>\n\n\n\n

I televisori e i monitor utilizzano LED o tecnologie di visualizzazione autoemissive per generare immagini. I telecomandi utilizzano impulsi a infrarossi codificati. I dispositivi indossabili possono combinare LED e fotodiodi per misurare le variazioni della luce che attraversa o viene riflessa dai tessuti.<\/p>\n\n\n\n

Le prestazioni di una fotocamera non dipendono solo dal numero di pixel. Anche le dimensioni dei pixel, l\u2019efficienza quantica, la gamma dinamica, l\u2019architettura di lettura, i filtri ottici, l\u2019allineamento delle lenti e i circuiti di elaborazione delle immagini contribuiscono a determinare l\u2019immagine finale.<\/p>\n\n\n\n

Apparecchiature industriali, automobilistiche e mediche<\/h3>\n\n\n\n

Le apparecchiature industriali utilizzano sensori fotoelettrici, encoder, barriere fotoelettriche di sicurezza, sistemi di visione artificiale, rilevatori di fiamma e interfacce isolate. L'ambiente operativo pu\u00f2 essere particolarmente impegnativo. Polvere, olio, vibrazioni, disturbi elettrici e variazioni della luce ambientale possono compromettere le prestazioni del sistema.<\/p>\n\n\n\n

I veicoli utilizzano l'optoelettronica nei sistemi di illuminazione, nei sensori pioggia, nel monitoraggio dell'abitacolo, nelle comunicazioni ottiche, nei sistemi di assistenza alla guida e nel LiDAR. I componenti destinati al settore automobilistico possono richiedere gradi di qualit\u00e0 certificati, processi di modifica controllati e prestazioni a temperature estese. Il Panoramica sulle applicazioni dell'elettronica automobilistica<\/a> fornisce ulteriori informazioni sui requisiti dei componenti nei sistemi dei veicoli.<\/p>\n\n\n\n

I dispositivi medici utilizzano LED, laser, fotodiodi e sensori di immagine in pulsossimetri, analizzatori diagnostici, apparecchiature di imaging, sistemi di monitoraggio dei pazienti e sistemi terapeutici. La stabilit\u00e0 dell\u2019uscita ottica e l\u2019uniformit\u00e0 del rilevatore possono essere importanti tanto quanto la precisione iniziale. I team di approvvigionamento dovrebbero inoltre verificare la tracciabilit\u00e0, la documentazione normativa, lo stato del ciclo di vita e i requisiti relativi alla notifica delle modifiche. Queste considerazioni sono particolarmente rilevanti quando si acquistano componenti per elettronica medica e sanitaria<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

Sistemi di comunicazione, energia e sicurezza<\/h3>\n\n\n\n

Le reti in fibra ottica utilizzano emettitori laser, fotorilevatori e ricetrasmettitori per trasmettere grandi quantit\u00e0 di dati su lunghe distanze. I data center si avvalgono di questi collegamenti per interconnettere switch, server e infrastrutture di archiviazione.<\/p>\n\n\n\n

Le celle solari sono dispositivi optoelettronici su scala pi\u00f9 ampia. Assorbono la luce e generano energia elettrica grazie all'effetto fotovoltaico.<\/p>\n\n\n\n

I sistemi di sicurezza utilizzano illuminazione a infrarossi, sensori di immagine, barriere ottiche e rilevatori di fumo o fiamma. In tali applicazioni, il progettista deve tenere conto della reiezione della luce ambientale, della contaminazione, dell\u2019angolo di rilevamento, della distanza prevista dal bersaglio e delle condizioni che potrebbero causare falsi allarmi.<\/p>\n\n\n\n

6. Come scegliere il componente optoelettronico giusto<\/h2>\n\n\n\n

Specifiche ottiche ed elettriche<\/h3>\n\n\n\n

Si parta dalla funzione che il circuito deve svolgere. Quindi si definisca un insieme di parametri basato sulle reali condizioni operative.<\/p>\n\n\n\n

Parametro<\/th>Cosa verificare<\/th>Errori comuni nell'approvvigionamento<\/th><\/tr><\/thead>
Lunghezza d'onda<\/td>Intervallo di picco, dominante o di rilevamento<\/td>Considerare equivalenti i dispositivi con la stessa descrizione del colore<\/td><\/tr>
Uscita ottica<\/td>Intensit\u00e0 luminosa, intensit\u00e0 radiante, flusso o potenza ottica<\/td>Confronto tra valori misurati in unit\u00e0 diverse o in condizioni di prova diverse<\/td><\/tr>
Risposta del rilevatore<\/td>Rispondibilit\u00e0, sensibilit\u00e0, corrente oscura, rumore<\/td>Selezione solo dall'area attiva<\/td><\/tr>
Velocit\u00e0<\/td>Tempo di salita, tempo di discesa, larghezza di banda, ritardo di propagazione<\/td>Ignorando il carico di prova e le condizioni di polarizzazione<\/td><\/tr>
Limiti elettrici<\/td>Tensione diretta, corrente di pilotaggio, tensione inversa, potenza<\/td>Progettare sulla base di valori tipici anzich\u00e9 di limiti garantiti<\/td><\/tr>
Geometria<\/td>Angolo di visione, area attiva, forma della lente, allineamento emettitore-rilevatore<\/td>Verifica dell'impronta sul circuito stampato, ma non del percorso ottico<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

Le misurazioni della luminosit\u00e0 sono ponderate in base alla visione umana. Le misurazioni radiometriche descrivono la potenza ottica senza tale ponderazione visiva. Un emettitore a infrarossi dovrebbe normalmente essere valutato in base all'intensit\u00e0 radiante o alla potenza radiante, non in base al valore di luminosit\u00e0 nella luce visibile.<\/p>\n\n\n\n

Verificare i limiti minimi e massimi, nonch\u00e9 i valori tipici. Un valore tipico descrive il comportamento previsto nelle condizioni specificate, ma potrebbe non essere garantito per ogni unit\u00e0 di produzione.<\/p>\n\n\n\n

Confezione, ambiente e affidabilit\u00e0<\/h3>\n\n\n\n

I contenitori SMD consentono un assemblaggio compatto e automatizzato. I componenti a foro passante possono offrire un assemblaggio manuale pi\u00f9 semplice, un posizionamento ottico pi\u00f9 preciso o una maggiore tenuta dei terminali in determinati progetti. Nessuno dei due tipi \u00e8 automaticamente migliore dell\u2019altro.<\/p>\n\n\n\n

Verificare le dimensioni del pacchetto, la forma del pin, la polarit\u00e0, la configurazione dei pin, l\u2019altezza della lente, il centro ottico, lo schema dei pad del PCB e il profilo di riflusso. L\u2019allineamento ottico pu\u00f2 rendere inutilizzabile un ricambio meccanicamente \u201ccompatibile\u201d.<\/p>\n\n\n\n

Anche la temperatura di funzionamento richiede la stessa attenzione. L'emissione luminosa, la corrente oscura, la lunghezza d'onda, il CTR e la velocit\u00e0 di commutazione possono variare al variare della temperatura. Se il prodotto \u00e8 destinato a funzionare all'aperto, all'interno di un veicolo o in prossimit\u00e0 di una fonte di calore, le specifiche relative alla temperatura ambiente non sono sufficienti.<\/p>\n\n\n\n

La sensibilit\u00e0 all\u2019umidit\u00e0 influisce sulla conservazione e sull\u2019assemblaggio di molti contenitori per montaggio superficiale. Per i dispositivi sensibili all\u2019umidit\u00e0, verificare il livello MSL, la data di confezionamento, le condizioni della busta, la scheda indicatrice di umidit\u00e0, l\u2019essiccante, la documentazione relativa alla durata di conservazione e le eventuali istruzioni di essiccazione richieste. La manipolazione deve avvenire secondo le indicazioni del produttore e IPC\/JEDEC J-STD-033<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

Anche i controlli relativi alle scariche elettrostatiche (ESD) sono importanti. Le giunzioni ottiche dei semiconduttori possono essere danneggiate dalle scariche elettrostatiche senza lasciare segni esterni evidenti. \u00c8 necessario garantire un imballaggio adeguato, aree di lavoro collegate a terra e procedure di ispezione controllate, dalla ricezione del prodotto fino all\u2019assemblaggio.<\/p>\n\n\n\n

Compatibilit\u00e0 con il circuito completo<\/h3>\n\n\n\n

Un componente \u00e8 corretto solo se funziona all\u2019interno dell\u2019intero sistema ottico ed elettrico.<\/p>\n\n\n\n

Per un emettitore, verificare la corrente del driver, le condizioni di impulso, il percorso termico, la potenza ottica richiesta, l\u2019angolo di visione, la lente e la distanza dal bersaglio. Per un rilevatore, verificare la lunghezza d\u2019onda della sorgente, il livello di luce previsto, i filtri ottici, l\u2019area attiva, il circuito di polarizzazione, l\u2019amplificatore, la larghezza di banda e il budget di rumore.<\/p>\n\n\n\n

La compatibilit\u00e0 meccanica non si limita alle sole dimensioni. L'altezza di un emettitore sopra il PCB pu\u00f2 alterare l'allineamento con un conduttore ottico. Un rilevatore con una forma della lente diversa potrebbe ricevere meno luce riflessa. Un ricetrasmettitore sostitutivo potrebbe inserirsi nell'alloggiamento pur utilizzando un'interfaccia o specifiche della fibra diverse.<\/p>\n\n\n\n

Prima di approvare un componente alternativo, \u00e8 necessario confrontare lo schema, il layout del PCB, la struttura ottica, le condizioni ambientali e le soglie del firmware. \u00c8 comunque necessario effettuare dei test sui prototipi qualora la sostituzione influisca sul livello del segnale, sulla temporizzazione, sul comportamento termico o sull'isolamento di sicurezza.<\/p>\n\n\n\n

\"Controllo
Controllo di qualit\u00e0 dei componenti optoelettronici<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

7. Approvvigionamento di componenti optoelettronici e considerazioni sulla qualit\u00e0<\/h2>\n\n\n\n

Verifica del produttore, del codice articolo e della scheda tecnica<\/h3>\n\n\n\n

Utilizzare il codice articolo completo del produttore nella distinta base e nell'ordine di acquisto. I suffissi possono indicare il tipo di confezione, la lunghezza d'onda, la classe di colore, la classe di potenza, il gruppo CTR, il grado di temperatura, il metodo di imballaggio o il livello di qualificazione.<\/p>\n\n\n\n

Chiedere al fornitore di confermare il nome del produttore, il codice esatto del componente, la quantit\u00e0, la data o il codice di lotto (se disponibile), la confezione e i documenti di tracciabilit\u00e0. Confrontare tali dettagli con la scheda tecnica aggiornata del produttore e le informazioni sullo stato del prodotto.<\/p>\n\n\n\n

Un codice prodotto abbreviato aumenta il rischio di errore. Il numero di base pu\u00f2 indicare una famiglia di dispositivi, mentre il suffisso mancante definisce la versione di cui il vostro progetto ha effettivamente bisogno.<\/p>\n\n\n\n

I documenti di conformit\u00e0 devono essere verificati in base al componente specifico, al produttore e alla revisione. Una dichiarazione generale dell\u2019azienda non equivale a una dichiarazione a livello di componente. Per i prodotti destinati a mercati regolamentati, gli acquirenti possono avvalersi della Informazioni sul regolamento REACH<\/a> come punto di partenza per comprendere gli obblighi relativi alle sostanze chimiche. La decisione finale in materia di conformit\u00e0 spetta al produttore del prodotto o all\u2019operatore di mercato responsabile.<\/p>\n\n\n\n

Autenticit\u00e0, stoccaggio e ispezione<\/h3>\n\n\n\n

I componenti optoelettronici possono presentare rischi che non sono evidenti da un semplice controllo quantitativo. Tra questi figurano etichette errate, lotti mescolati, scorte obsolete, terminali danneggiati, sacchetti con barriera antiumidit\u00e0 aperti, superfici ottiche contaminate e prestazioni ottiche non uniformi.<\/p>\n\n\n\n

Il controllo in entrata deve essere commisurato al livello di rischio dell'ordine. \u00c8 possibile verificare innanzitutto le etichette dell'imballaggio, le marcature del produttore, le dimensioni, le condizioni dei conduttori, le informazioni relative alle bobine e la qualit\u00e0 dei sigilli. Nel caso di materiali ad alto rischio o difficili da reperire, pu\u00f2 essere opportuno effettuare prove elettriche, prove ottiche, ispezioni a raggi X, decapsulazione o analisi di laboratorio.<\/p>\n\n\n\n

I test ottici devono essere effettuati in condizioni controllate. La sorgente luminosa, la distanza, l\u2019angolo, la corrente di pilotaggio, la temperatura, il rilevatore e l\u2019apparecchiatura di misurazione possono tutti influire sul risultato. Il confronto tra letture ottenute da configurazioni diverse pu\u00f2 dare luogo a un falso errore o nascondere una variazione reale.<\/p>\n\n\n\n

Anche i registri di stoccaggio meritano attenzione. Una busta sigillata non dimostra che il dispositivo sia stato sempre conservato correttamente. Verificate che la protezione dall\u2019umidit\u00e0, le misure di controllo ESD e le condizioni ambientali siano rimaste adeguate lungo tutta la catena di approvvigionamento.<\/p>\n\n\n\n

Approvvigionamento della distinta base e valutazione dei componenti alternativi<\/h3>\n\n\n\n

Quando un componente optoelettronico non \u00e8 disponibile, \u00e8 obsoleto o ha tempi di consegna lunghi, il processo di sostituzione pi\u00f9 sicuro parte dalla sua funzione all\u2019interno del circuito.<\/p>\n\n\n\n

Confrontare innanzitutto le specifiche ottiche: lunghezza d'onda, spettro, potenza di uscita o sensibilit\u00e0, profilo del fascio, area attiva e geometria ottica. Successivamente, esaminare i parametri elettrici, i tempi di risposta, le dimensioni del contenitore, la configurazione dei pin, l'intervallo di temperatura, lo stato di qualificazione, la durata prevista e la documentazione normativa.<\/p>\n\n\n\n

I valori nominali di tensione indicati sulla confezione e quelli di base non sono sufficienti. Un LED sostitutivo con un angolo di visione diverso pu\u00f2 causare una visualizzazione non uniforme. Un fotodiodo con una capacit\u00e0 maggiore pu\u00f2 ridurre la larghezza di banda del ricevitore. Un optoaccoppiatore con un CTR garantito inferiore potrebbe smettere di commutare alla corrente di ingresso minima del circuito.<\/p>\n\n\n\n

L'approvazione tecnica deve essere registrata prima che l'alternativa entri in produzione. I campioni possono quindi essere sottoposti a prove in condizioni di tensione di alimentazione bassa e alta, limiti di temperatura, disallineamento ottico, condizioni di invecchiamento e stati di carico rilevanti.<\/p>\n\n\n\n

Conclusione<\/h2>\n\n\n\n

L'optoelettronica comprende i componenti e i sistemi che collegano la luce ai segnali elettrici. I LED e i diodi laser generano luce. I fotodiodi e i sensori di immagine la rilevano. Gli optoaccoppiatori e i dispositivi a fibra ottica utilizzano la luce per trasferire informazioni, garantire l'isolamento o supportare comunicazioni ad alta velocit\u00e0.<\/p>\n\n\n\n

La regola fondamentale nella scelta dei componenti \u00e8 quella di valutare l'intero percorso del segnale. Lunghezza d'onda, uscita ottica, sensibilit\u00e0, velocit\u00e0, condizioni del circuito, geometria del contenitore, temperatura, condizioni di stoccaggio e stato del ciclo di vita devono tutti interagire tra loro. Un componente che sembra compatibile su un catalogo potrebbe comportarsi in modo molto diverso una volta inserito nel PCB.<\/p>\n\n\n\n

Se siete alla ricerca di componenti elettronici, Duolink Electronics \u00e8 un fornitore indipendente di componenti elettronici che offre circuiti integrati, semiconduttori, componenti passivi, connettori, dispositivi optoelettronici e altri componenti elettronici. Il nostro team fornisce assistenza per l'approvvigionamento delle distinte base (BOM), le richieste relative ai codici articolo, la verifica delle scorte e l'approvvigionamento di componenti difficili da reperire. Lasciate un messaggio tramite il nostro sito web se avete una richiesta relativa a un componente che desiderate sottoporre alla nostra valutazione.<\/p>\n\n\n\n

Domande frequenti<\/h2>\n\n\n\n

Quali informazioni devo fornire quando richiedo un componente optoelettronico?<\/h3>\n\n\n\n

Indicare il codice articolo completo del produttore, la quantit\u00e0 richiesta, i tempi di consegna previsti, l'applicazione, la confezione ed eventuali requisiti obbligatori di qualificazione o conformit\u00e0. Se sono accettabili alternative, specificare i parametri ottici ed elettrici che non possono variare.<\/p>\n\n\n\n

Un LED dello stesso colore e con lo stesso contenitore pu\u00f2 sostituire il componente originale?<\/h3>\n\n\n\n

Non automaticamente. Confronta la lunghezza d'onda dominante o di picco, la potenza luminosa o radiante, l'angolo di visione, la tensione diretta, la corrente di pilotaggio, la polarit\u00e0, la geometria della lente, le prestazioni termiche e le condizioni di binning.<\/p>\n\n\n\n

Cosa occorre verificare quando si acquistano prodotti optoelettronici di vecchia generazione?<\/h3>\n\n\n\n

Verificare la data o il codice di lotto, le condizioni dell'imballaggio, lo stato MSL, la cronologia di stoccaggio, la protezione ESD, le condizioni dei terminali, la pulizia della superficie ottica, la tracciabilit\u00e0 e lo stato attuale del ciclo di vita indicato dal produttore.<\/p>\n\n\n\n

Come si dovrebbe valutare un fotodiodo di ricambio?<\/h3>\n\n\n\n

Adattare la sua risposta spettrale alla sorgente luminosa, quindi confrontare la sensibilit\u00e0, l'area attiva, la corrente di buio, la capacit\u00e0, il rumore, il tempo di risposta, la tensione inversa nominale, il contenitore e l'allineamento ottico. Testarlo con il circuito ricevitore effettivo.<\/p>\n\n\n\n

Il valore nominale della tensione di isolamento \u00e8 sufficiente per scegliere un optoaccoppiatore?<\/h3>\n\n\n\n

No. \u00c8 necessario verificare anche la tensione di esercizio, la distanza di dispersione, la distanza isolante, il tipo di isolamento, il CTR o la configurazione di uscita, il ritardo di propagazione, l'intervallo di corrente in ingresso, il comportamento termico, le certificazioni di sicurezza e le dimensioni dell'involucro.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

When purchasing optoelectronic components, the common problem is not the inability to find the product, but choosing a “similar-looking” model. LEDs of the same color may have different wavelengths and emission angles, and photodiodes of the same package may also have significant differences in response rate, photosensitive area, speed, and actual application environment. I’m Lori. […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":3298,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[21],"tags":[],"class_list":["post-3294","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-blog"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/duolinkelectronics.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3294","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/duolinkelectronics.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/duolinkelectronics.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/duolinkelectronics.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/duolinkelectronics.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=3294"}],"version-history":[{"count":5,"href":"https:\/\/duolinkelectronics.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3294\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":3305,"href":"https:\/\/duolinkelectronics.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3294\/revisions\/3305"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/duolinkelectronics.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/media\/3298"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/duolinkelectronics.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=3294"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/duolinkelectronics.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=3294"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/duolinkelectronics.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=3294"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}