光电二极管和光通訊

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光电二极管和光通訊之间的区别

光电二极管 vs. 光通訊

光电二极管（photodiode）是一种能够将光根据使用方式，转换成电流或者电压信号的光探测器。 常见的传统太阳能电池就是通过大面积的光电二极管来产生电能。 光电二极管与常规的半导体二极管基本相似，只是光电二极管可以直接暴露在光源附近或通过透明小窗、光导纤维封装，来允许光到达这种器件的光敏感区域来检测光信号。许多用来设计光电二极管的二极管使用了一个PIN结，而不是一般的PN结，来增加器件对信号的响应速度。光电二极管常常被设计为工作在反向偏置状态。. 光通訊是一種利用光來攜帶資訊的通訊技術，也稱為遠程光通訊。不論利用電子儀器傳收或以肉眼直接觀察光都屬於光通訊。光通訊技術最早可以回溯到數百年前。即1880年發明的是最早的光通訊儀器。 光通訊系統由發射器（transmitter）、頻道（channel）、接收器（received）組成。發射器將資訊編碼成光訊號；頻道將訊號傳送至目的地；接收器將光訊號重新轉換成發送的資訊。當通訊系統的設備中不使用接收器時，也可以是藉由人眼觀察來解釋訊號，簡單的訊號如烽火、複雜的訊號則如光編譯的色碼或閃光摩斯密碼等。 因為在地面上會受自然環境，如地形、氣候及光可用性的影響，僅能太空中佈署。.

光導纖維

光導纖維（Optical fiber），簡稱光纖，是一種由玻璃或塑料製成的纖維，利用光在這些纖維中以全反射原理傳輸的光傳導工具。微細的光纖封裝在塑料護套中，使得它能夠彎曲而不至於斷裂。通常光纖的一端的發射裝置使用發光二極體或一束激光將光脈衝傳送至光纖中，光纖的另一端的接收裝置使用光敏元件檢測脈衝。包含光纖的线缆称为光缆。由於信息在光導纖維的傳輸損失比電在電線傳導的損耗低得多，更因為主要生產原料是硅，蘊藏量極大，較易開採，所以價格很便宜，促使光纖被用作長距離的信息傳遞媒介。隨著光纖的價格進一步降低，光纖也被用於醫療和娛樂的用途。 光纖主要分為兩類，與。前者的折射率是漸變的，而後者的折射率是突變的。另外還分為單模光纖及多模光纖。近年來，又有新的光子晶體光纖問世。 光导纤维是双重构造，核心部分是高折射率玻璃，表层部分是低折射率的玻璃或塑料，光在核心部分傳輸，并在表层交界处不断进行全反射，沿“之”字形向前傳輸。这种纤维比头发稍粗，这样细的纤维要有折射率截然不同的双重结构分布，是一个非常惊人的技术。各国科学家经过多年努力，创造了内附着法、MCVD法、VAD法等等，制成了超高纯石英玻璃，特制成的光导纤维傳輸光的效率有了非常明显的提高。现在较好的光导纤维，其光傳輸損失每公里只有零点二分贝；也就是说传播一公里后只損4.5％。.

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红外线

红外线（Infrared，简称IR）是波长介乎微波与可见光之间的电磁波，其波長在760奈米（nm）至1毫米（mm）之間，是波長比紅光長的非可見光，對應頻率約是在430 THz到300 GHz的範圍內。室溫下物體所發出的熱輻射多都在此波段。 红外线是在1800年由天文學家威廉·赫歇爾發現，他發現有一種頻率低于紅色光的輻射，雖然用肉眼看不見，但仍能使被照射物體表面的溫度上昇。太陽的能量中約有超過一半的能量是以红外线的方式進入地球，地球吸收及發射紅外線輻射的平衡對其氣候有關鍵性的影響。 當分子改變其旋轉或振動的運動方式時，就會吸收或發射紅外線。由紅外線的能量可以找出分子的振動模態及其偶極矩的變化，因此在研究分子對稱性及其能態時，紅外線是理想的頻率範圍。紅外線光譜學研究在紅外線範圍內的光子吸收及發射。 红外线可用在軍事、工業、科學及醫學的應用中。紅外線夜視裝置利用即時的近紅外線影像，可以在不被查覺的情形下在夜間觀察人或是動物。紅外線天文學利用有感測器的望遠鏡穿透太空的星塵（例如分子雲），檢測像是行星等星體，以及檢測早期宇宙留下的紅移星體。紅外線熱顯像相機可以檢測隔絕系統的熱損失，觀查皮膚中血液流動的變化，以及電子設備的過熱。红外线穿透云雾的能力比可见光强，像紅外線導引常用在飛彈的導航、熱成像儀及夜視鏡可以用在不同的應用上、红外天文学及遠紅外線天文學可在天文學中應用红外线的技術。.

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發光二極管

光二極體（Light-emitting diode，縮寫为LED）是一種能發光的半導體電子元件，透過三價與五價元素所組成的複合光源。此種電子元件早在1962年出現，早期只能夠發出低光度的紅光，被惠普買下專利後當作指示燈利用。及後發展出其他單色光的版本，時至今日，能夠發出的光已經遍及可見光、紅外線及紫外線，光度亦提高到相當高的程度。用途由初時的指示燈及顯示板等；隨著白光發光二極管的出現，近年逐漸發展至被普遍用作照明用途。 發光二極管只能夠往一個方向導通（通電），叫作正向偏置，當電流流過時，電子與電洞在其內复合而發出單色光，這叫電致發光效應，而光線的波長、顏色跟其所採用的半導體物料種類與故意摻入的元素雜質有關。具有效率高、壽命長、不易破損、反應速度快、可靠性高等傳統光源不及的優點。白光LED的發光效率近年有所進步；每千流明成本，也因為大量的資金投入使價格下降，但成本仍遠高於其他的傳統照明。雖然如此，近年仍然越來越多被用在照明用途上。 2014年凭借「發明高亮度藍色發光二極體，帶來了節能明亮的白色光源」，天野浩与赤崎勇、中村修二共同获得诺贝尔物理学奖。.

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