Оптрон
Оптро́н, полупроводниковый оптоэлектронный прибор, содержащий источник и приёмник оптического излучения, между которыми имеется оптическая связь и обеспечена электрическая изоляция. Идея создания и применения оптрона принадлежит Эгону Э. Лёбнеру (США), предложившему (1955) серию приборов, в которых рассматривались всевозможные виды связи между элементами, что, в частности, предполагало конфигурацию регенеративного оптрона, способного усиливать и генерировать оптические и электрические сигналы. Это породило иллюзорное представление о возможности создания на основе таких приборов вычислительных систем, превосходящих традиционные электронные вычислительные системы; появился термин «оптроника» (иногда его ошибочно используют как синоним оптоэлектроники). Оптроны применяются в основном для связи отдельных частей радиоэлектронных устройств (главным образом вычислительной и измерительной техники и автоматики), при которой одновременно обеспечивается электрическая развязка между ними (как в трансформаторе), а также для бесконтактного управления электрическими цепями (аналогично реле).
Поступая на вход оптрона, электрический сигнал в излучателе преобразуется в оптическое излучение, которое передаётся по оптическому каналу в фотоприёмник, где происходит обратное преобразование в выходной электрический сигнал. Излучателями обычно служат светодиоды ближнего ИК-диапазона (длина волны около 0,85 мкм), изготовляемые на основе соединения ; фотоприёмниками – кремниевые фотодиоды, фототранзисторы, фототиристоры и (реже) фоторезисторы; промежуточной средой оптического канала – оптически прозрачные клеи, полимеры, компаунды, стёкла, иногда воздух. Оптрон с подобными элементарными фотоприёмниками, осуществляющие прямую оптическую связь, часто называют оптопарами. С целью усиления и преобразования выходного сигнала и придания ему определённой формы в выходной части оптрона дополнительно размещается микроэлектронный блок, или фоточувствительная микросхема. Такие приборы получили название оптоэлектронных интегральных схем, микросхем с оптической развязкой, оптореле и т. п.
Широкое распространение получили оптроны, конструкция которых допускает воздействие на оптический канал извне (т. н. оптрон с открытым оптическим каналом); среди них выделяют приборы щелевого и отражательного типов. Подобные оптроны используют, например, в качестве бесконтактных датчиков положения (определения наличия/отсутствия или относительно позиции каких-либо предметов).
Основные достоинства оптрона: практически полная электрическая (гальваническая) развязка входа и выхода, высокая электрическая прочность (до 104 В), однонаправленность потока информации, отсутствие обратной реакции выхода на вход, широкая полоса пропускания сигналов (начиная от постоянного тока, что недоступно трансформаторам), полная совместимость с микроэлектроникой по конструктивному оформлению, эксплуатационным характеристикам и электрическим режимам.