optoelektronica

Opto-elektronica (optoelektronica) is het vakgebied dat de interactie tussen licht en elektrische signalen bestudeert en toepassingen mogelijk maakt waarin licht wordt gegenereerd, waargenomen of gemoduleerd. Het omvat bronnen die elektrische energie omzetten in optische signalen, detectorsystemen die licht omzetten in elektrische signalen, en geïntegreerde systemen die deze functies combineren met elektronische verwerking.

Belangrijke onderdelen zijn onder meer lichtbronnen zoals LEDs en laserdiodes, en detectors zoals fotodiodes en fototransistors. Ook optische sensoren, optische isolatoren en modulators spelen een cruciale rol. Een kerntoepassing ligt in de telecommunicatie en informatietechnologie, waar opto-elektronische systemen glasvezelnetwerken mogelijk maken: dragers van gegevens zijn lichtgolven die door lasers of LEDs worden uitgezonden en door fotodetectors aan de andere kant worden geregistreerd. Fotovoltaïsche cellen vormen tevens een belangrijke toepassing binnen deze discipline, doordat licht wordt omgezet in elektriciteit.

Materialen en platforms spelen een centrale rol. Voor efficiënte lichtemissie worden III-V halfgeleiders zoals GaAs, GaN en InP veel gebruikt, terwijl siliconenfotning wordt ingezet voor CMOS-compatibele integratie. Ook nieuwere materialen zoals perovskieten winnen aan belang. Belangrijke ontwerp- en prestatiekenmerken zijn onder meer bandkloof, radiatieve versus non-radiatieve recombinatie, external quantum efficiency en responsiviteit.

Toepassingen omvatten onder meer glasvezelcommunicatie, beeldvorming en sensing, medische apparaten en industriële automatisering. De ontwikkeling in opto-elektronica draait om betere materialen, geïntegreerde fotoniek en geavanceerde verpakkings- en systeemtechnieken.