Optoelektronik

(griechisch)

Optoelektronik ist ein Teilgebiet der Elektronik, das sich mit der Ausnutzung aller auf der Wechselwirkung von Licht (Photonen) und elektrischen Ladungsträgern (Festkörperelektronen) beruhenden physikalischen Wirkungen (z.B. Fotoeffekt) befasst. Licht und elektrische Ladungsträger können dabei sowohl als Signal- als auch als Informationsübertragungsmedium dienen. Die Optoelektronik gilt als Grenzgebiet zwischen Optik und Elektronik. Physikalische Grundlage für optoelektronische Erscheinungen sind vorwiegend elektrooptische und magnetooptische Effekte, Fotoeffekte und Lumineszenzerscheinungen.

Aus informationstheoretischer Sicht gehören optoelektronische Bauelemente zu den Wandlern, da optische in elektrische Signale und elektrische in optische Signale umgewandelt werden, wobei sowohl die optische Strahlung als auch elektrische Größen (Strom und Spannung) Informationsträger sind. Bei früheren Anwendungen der Optoelektronik wurden Vakuumröhren (Fotozellen, Oszillografen- und Fernsehbildröhren, Röhren-Bildwandler) als Bauelemente genutzt. Die heutigen optoelektronischen Bauelemente, z.B. Optokoppler (starre Kombination von Leuchtdiode als Lichtsender und Fototransistor als Lichtempfänger), basieren meist auf der Halbleitertechnik (Halbleiter). Diese Halbleiter-Optoelektronik nutzt weitgehend die Technologien und Bauelemente der Mikroelektronik. Die Entwicklung der Optoelektronik in Richtung der Integration von Bauelementen und Funktionen führt zur integrierten Optoelektronik.

Die optoelektronischen Bauelemente werden zum Steuern, Regeln und Übertragen elektrischer und optischer Signale genutzt. Als Senderbauelemente dienen dabei Laserdioden und Leuchtdioden, als Empfängerbauelemente Fotodetektoren (Fotodioden, Fototransistoren, Fotowiderstände), Halbleiter-Bildsensoren und Solarzellen. Wird Licht als Informationsträger verwendet, muss diesem die Information durch Modulation aufgeprägt und beim Empfänger durch Demodulation wieder entnommen werden. Optoelektronische Prinzipien werden auch auf Flachbildschirme und Sichtanzeigen sowie für die Nachrichtenübertragung in Lichtwellenleiterkabeln angewendet.