Optoelektronik

Im Bereich Optoelektronik bieten wir deutschlandweit das wohl breiteste Portfolio von optoelektronischen Bauelementen, Modulen und Systemen an. Unsere besondere Stärke liegt im Zusammenspiel der Verfügbarkeit von Standardprodukten, der hohen Flexibilität und der applikationsorientierten Umsetzung kundenspezifischer Anpassungen und Sonderlösungen. Bei uns erhalten Sie ausschließlich Qualitätsware führender Hersteller. Einfacher gesagt: Bei uns gibt es Optoelektronik vom Spezialisten!

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Unsere Optoelektronik-Hersteller

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CubeSat Technologies

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Entwicklung LED-Module und -Systeme

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Infrarot Bauelemente

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Infrarot Emitter

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Optoelectronics Selection Guide

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Optoelektronik - Bauelemente

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UV-Technologie

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09.03.2023

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Was ist Optoelektronik?

Der Begriff Optoelektronik wurde in den 1950er Jahren von dem britischen Physiker Herbert Kroemer geprägt. Er verwendete den Begriff, um die Kombination von optischen und elektronischen Bauelementen in einem Gerät oder System zu beschreiben. Der Begriff Optoelektronik umfasst alle Verfahren und Techniken, welche die Konvertierung von elektronisch erzeugten Daten und Energie in Lichtemission ermöglichen und umgekehrt. Licht dient dabei als Signalträger zur Übertragung von Informationen, zur Messung von physikalischen Größen oder zur Erzeugung von Bildern.

Die Optoelektronik basiert auf den Eigenschaften von Licht und Photonen und hat ihren Ursprung in der Phototechnik, die sich mit der Erzeugung und Nutzung von Licht beschäftigt. Licht ist elektromagnetische Strahlung, die sich mit Lichtgeschwindigkeit von einem Ort zum anderen fortbewegt. Die Eigenschaften von Licht, wie z.B. Wellenlänge und Intensität, können zur Übertragung von Informationen genutzt werden.

Optoelektronische Bauteile

Optoelektronische Bauteile können in Aktoren (Sender) und Detektoren (Empfänger) unterteilt werden. Optoelektronische Aktoren sind Halbleiterbauteile, die Licht aus Strom erzeugen, wie Laser und Leuchtdioden. Die Emission von Licht kann sich sowohl im sichtbaren als auch im unsichtbaren Spektralbereich (UV oder Infrarot) befinden. Optoelektronische Detektoren sind die Gegenstücke zu Aktoren und umfassen z.B. Photowiderstände, Photodioden und Phototransistoren. Es gibt auch Lichtsensoren, die als integrierte Schaltungen aufgebaut sind, wie CCD-Sensoren.

Optoelektronische Bauelemente können auch in aktive und passive Komponenten unterteilt werden. Aktive Bauelemente emittieren elektromagnetische Strahlung im sichtbaren oder unsichtbaren Bereich und umfassen LED-Leuchten, UV-Emitter und Laserdioden. Passive Bauelemente hingegen verarbeiten sichtbares und unsichtbares Licht, aber erzeugen selbst keine Strahlung. Zu den passive Bauelementen gehören z.B. Empfänger für Infrarot-Strahlen, Fototransistoren und Fotodioden.

Optoelektronische Sensoren

Optoelektronische Sensoren sind Geräte, die Licht als Messgröße nutzen, um bestimmte Informationen über die Umgebung zu sammeln. Sie bestehen aus einem optoelektronischen Aktor, der Licht emittiert, und einem optoelektronischen Detektor, der das emittierte Licht detektiert und misst. Wenn Aktor und Detektor als System betrieben werden, entsteht ein optischer Sensor, auch Optosensor genannt.

Optoelektronische Sensoren werden in vielen Bereichen eingesetzt, wie beispielsweise in der Industrieautomatisierung, der Medizintechnik, der Verkehrstechnik und sogar in der Unterhaltungselektronik. Sie können zur Messung von Distanzen, Geschwindigkeiten, Neigungswinkeln, Beschleunigungen und vielen anderen Größen verwendet werden. Es gibt verschiedene Arten von optoelektronischen Sensoren, die für unterschiedliche Anwendungen geeignet sind. Zum Beispiel gibt es Lichtwellenleiter-Sensoren, die Licht in Glasfasern leiten und zur Übertragung von Daten oder zur Messung von Distanzen verwendet werden. Es gibt auch Fotodioden-Sensoren, die Licht detektieren und zur Messung von Beleuchtungsstärken oder zur Erfassung von Bewegungen verwendet werden.

Materialien in der Optoelektronik

Materialien in der Optoelektronik spielen eine wichtige Rolle in der Entwicklung von Geräten und Bauteilen, die als Schnittstelle zwischen elektrischen und optischen Komponenten dienen oder solche Bauteile enthalten. Eine wichtige Eigenschaft von Materialien in der Optoelektronik ist ihre Fähigkeit, Licht zu emittieren oder zu detektieren. Dazu werden in der Regel Halbleitermaterialien verwendet, die aufgrund ihrer elektrischen Eigenschaften besonders gut geeignet sind.

Beliebte Halbleitermaterialien für optoelektronische Bauteile sind zum Beispiel:

Halbleitermaterialien wie Silizium und Galliumarsenid
Glasfasern für die optische Übertragung von Daten
Polymermaterialien für flexible elektronische Geräte
Quarz für optische Komponenten und Halbleiterlaser
Sapphire für optische Komponenten und LED-Gehäuse
Germanium für Infrarotdetektoren
Aluminiumoxid für optische Komponenten
Zinkselenid für Infrarotdetektoren
Bariumsulfid für optische Komponenten
Indiumphosphid für optische Komponenten und optische Wellenleiter.

Dies ist jedoch nur eine Auswahl von Materialien, die in der Optoelektronik verwendet werden. Die Wahl des Materials hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie der gewünschten Eigenschaft des Bauteils (z.B. Emissionsspektrum oder Detektionsempfindlichkeit), der zu lösenden Anwendung und der Fertigungsmethode. Die Materialauswahl ist daher ein wichtiger Bestandteil der Entwicklung von optoelektronischen Bauteilen und Geräten.

Optoelektronische Anwendungen

Die Optoelektronik findet in vielen Bereichen Anwendung, darunter:

» Optische Kommunikation und Datenübertragung

nutzen das Licht zur Übertragung von Informationen über große Distanzen. Sie werden z.B. in Glasfaserkabeln, Laserdruckern und Projektoren eingesetzt.

» Optische Sensoren und Messsysteme

nutzen das Licht zur Messung von physikalischen Größen wie z.B. Temperatur, Druck, Feuchtigkeit und Bewegung. Sie werden z.B. in der Industrie, in der Medizintechnik und in der Umweltüberwachung eingesetzt.

» Optische Speicher und Datenspeicherung

nutzen das Licht zur Aufzeichnung und Wiedergabe von digitalen Daten. Sie werden z.B. in CD- und DVD-Spielern, Blu-ray-Playern und Festplatten eingesetzt.

» Optische Bildverarbeitung und Bildsensoren

nutzen das Licht zur Erzeugung und Verarbeitung von Bildern. Sie werden z.B. in Kameras, Smartphones und Drohnen eingesetzt.

» Optische Displaytechnik und Beleuchtung

nutzen das Licht zur Erzeugung von Bildern und zur Beleuchtung von Räumen und Objekten. Sie werden z.B. in Monitoren, Fernsehern, Projektoren und LED-Lampen eingesetzt.