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optoelettrònica

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Generalità

sf. [opto-+elettronica]. Branca dell'elettronica che riguarda i dispositivi a stato solido e di altro tipo che generano, modulano, trasmettono e rilevano la radiazione elettromagnetica nelle bande dell'infrarosso, del visibile e dell'ultravioletto. Negli anni Ottanta del sec. XX, con la diffusione dei laser a semiconduttore e delle fibre ottiche, l'optoelettronica ha ampliato significativamente la propria importanza, soprattutto tecnologica.

Applicazioni

Oggi l'optoelettronica si trova alla soglia della miniaturizzazione con prospettive di rapidissimo sviluppo. I chips optoelettronici hanno potenzialità anche maggiori delle controparti microelettroniche: ciò si deve all'ampiezza delle funzioni, resa possibile dalla diversità e molteplicità dei dispositivi – laser, LED, fotorilevatori e guide d'onda – che si affiancano ai dispositivi tradizionali (transistori, diodi, resistori, capacità), e alle velocità potenziali di diversi miliardi di bit al secondo (oltre un ordine di grandezza al di sopra dei massimi della microelettronica). L'arseniuro di gallio (GaAs) e il fosfito di indio (InP) sono nel chip optoelettronico gli equivalenti del silicio; su queste strutture cristalline composite è possibile costruire, con tecnologie planari, trasmettitori e ricevitori di segnali elettrici od ottici (per esempio sono stati realizzati: un chip InP di 0,9×0,3 mm con funzione di trasmettitore, con un diodo laser e tre transistori di comando e modulazione; un chip GaAs di 0,5×0,7 mm con funzione di ricevitore, con un fotorilevatore di luce a frequenze tipiche delle fibre ottiche, un transistore e un resistore che è in grado di sostenere una velocità di 2Gbit/s). Sviluppi recenti dell'optoelettronica riguardano l'amplificatore ottico a fibra drogata con erbio, che si potrà affermare nella tecnologia delle comunicazioni ottiche a lunga distanza, l'interruttore ottico, velocissimo, che potrà sostituire nelle applicazioni di punta il transistore degli elaboratori attuali, e due nuovi tipi di laser, attualmente realizzati come dispositivi discreti, ma integrabili in un chip monolitico. Questi ultimi sono il laser a cavità passiva, caratterizzato dalla banda ristretta richiesta da comunicazioni ottiche efficienti, e il laser a emissione normale alla superficie (invece che di lato), che può essere quindi liberamente collocato sul substrato del chip, elevando il livello di integrazione. Infine il silicio, in una versione speciale porosa, è diventato un emettitore di luce (rosso e arancio) quando illuminato da un laser, aprendo la strada a eventuali futuri schermi piatti al silicio (vedi ancheottica integrata, in ottica).