Optical Sources and Detector MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Optical Sources and Detector - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

• एक प्रकाश उत्सर्जक डायोड (LED) एक अर्धचालक उपकरण है जो इसके माध्यम से प्रवाहित होने पर प्रकाश का उत्सर्जन करता है।
• जैसे-जैसे रंग बदलता है, अग्र वोल्टेज LED में बदलता रहता है।
• आमतौर पर, एक LED का अग्र वोल्टेज 1.8 और 3.3 वोल्ट के बीच होता है।
• "सफ़ेद" LED में उच्च वोल्टेज होता है, आमतौर पर 3.2 - 3.6V।

उनके रंग और वोल्टेज पात के साथ विभिन्न LED इस प्रकार हैं:

सही विकल्प 1 है।

संकल्पना:

पारंपरिक कैथोड-किरण नलिका (CRT) टेलीविजन में, प्रत्यावर्ती परिणामित्र  (जिसे लाइन आउटपुट परिणामित्र  - LOPT के रूप में भी जाना जाता है) अपेक्षाकृत उच्च आवृत्ति पर उच्च-वोल्टेज आरा-दांती संकेत उत्पन्न करने के लिए जिम्मेदार है।

आरा-दांती तरंग एक प्रकार का अज्यावक्रीय तरंग रूप होती है और इसे यह नाम इसलिए दिया जाता है क्योंकि यह समय के साथ रैखिक रूप से ऊपर की ओर बढ़ती है, और फिर तेजी से नीचे की ओर आती है, जो आरादंती के पार्श्व रूपरेखा जैसा दिखती है। CRT टेलीविजन में, प्रत्यावर्ती परिणामित्र  द्वारा उत्पन्न उच्च-आवृत्ति आरा-दांती संकेत इलेक्ट्रॉन किरणपुंज के क्षैतिज विक्षेपण को नियंत्रित करता है। क्षैतिज दिशा में यह क्रमवीक्षण, ऊर्ध्वाधर क्रमवीक्षण के साथ मिलकर, पूरे आवरण पर इलेक्ट्रॉन किरणपुंज की गति की अनुमति देती है, जिससे हम जो छवि देखते हैं, उसका निर्माण होता है।

यहां उल्लिखित अन्य घटकों पर कुछ विवरण दिया गया है:

2) UPS परिणामित्र: UPS का अर्थ अवरोध-रहित शक्ति आपूर्ति है। यह टी.वी. का कोई घटक नहीं होता है, यह एक बाह्य उपकरण है जो इनपुट शक्ति स्रोत भंग होने पर आपातकालीन शक्ति प्रदान करता है। यह उच्च-वोल्टेज आरादंती संकेत उत्पन्न नहीं करता है।

3) SMPS परिणामित्र: SMPS स्विच-मोड शक्ति आपूर्ति का संक्षिप्त रूप है। यह एक शक्ति आपूर्ति इकाई होता है जिसका उपयोग बड़े पैमाने पर कम मात्रा में शक्ति को कुशलतापूर्वक परिवर्तित करने के लिए किया जाता है। टी.वी. में, इसका उपयोग शक्ति नियमन के लिए किया जाता है, न कि उच्च-आवृत्ति आरादंती संकेत उत्पन्न करने के लिए किया जाता है।

4) विलगन परिणामित्र : विलगन परिणामित्र धारा प्रवाह को रोकने के लिए विद्युत प्रणालियों के विभिन्न वर्गों को वियोजित करने की भूमिका निभाते हैं; तथा ये केवल वोल्टेज प्रवाह की अनुमति देते हैं। ये उच्च-वोल्टेज आरादंती संकेत उत्पन्न नहीं करते हैं। इनका उपयोग सुरक्षा कारणों से, टी.वी. परिपथ को लाइन वोल्टेज से वियोजित करने के लिए किया जाता है।

तो, संक्षेप में, यह टेलीविजन में प्रत्यावर्ती परिणामित्र है जो अपेक्षाकृत उच्च आवृत्ति पर उच्च वोल्टेज आरादंती संकेत उत्पन्न करता है, जो सीआरटी में स्कैनिंग प्रक्रिया के लिए महत्वपूर्ण हैं।

किसी फोटोडिटेक्टर की क्वान्टम दक्षता को आपतित फोटॉन के भाग के रूप में परिभाषित किया जाता है जिसे उस उत्पादित इलेक्ट्रॉन के फोटोचालक द्वारा अवशोषित किया जाता है जो सनसंचक टर्मिनल पर एकत्रित होते हैं।

या क्वान्टम दक्षता को उत्पादित इलेक्ट्रॉन की संख्या के भाग के रूप में परिभाषित किया जाता है जो आपतित फोटॉन की कुल संख्या के फोटो धारा के लिए योगदान देते  हैं।

इसे ‘η’ द्वारा दर्शाया गया है और इसे निम्न द्वारा ज्ञात किया गया है:

\(\eta = \frac{{Electron\;generated}}{{Total\;no.\;of\;incident\;photons}}\)

इसलिए, 

\(\eta = \;\frac{{\frac{{current}}{{charge\;of\;an\;electron}}}}{{\frac{{total\;incident\;optical\;power\;of\;photons}}{{energy\;of\;a\;photon}}}}\)

गणितीय रूप से, क्वान्टम दक्षता निम्न होगी:

\(\left( \eta \right) = \;\frac{{\frac{{{I_{Ph}}}}{{\rm{e}}}}}{{\frac{{{p_0}}}{{\left( {\frac{{hc}}{\lambda }} \right)}}}}\)

विशेष सूचना:

क्वान्टम दक्षता को प्रतिक्रियाशीलता (R) के संदर्भ में भी परिभाषित किया जाता है।

प्रतिक्रियाशीलता (R): यह प्रकाश के लिए फोटोडिटेक्टर की संवेदनशीलता का माप होता है। इसे एक विशिष्ट तरंगदैर्ध्य फोटो धारा Iph और आपतित ऑप्टिकल शक्ति P0 के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है।

प्रतिक्रियाशीलता \(\left( R \right) = \frac{{{I_{Ph}}}}{{{P_0}}}\)

प्रतिक्रियाशीलता निम्न पर निर्भर करती है:

• आपतित प्रकाश का तरंगदैर्ध्य
• लागू विपरीत अभिनत
• तापमान

अतः 

\(\eta = \;\frac{{E.R}}{e}\)

E = फोटॉन की ऊर्जा को निम्न रूप में ज्ञात किया गया है:

\(E = \;\frac{{hc}}{\lambda } = hv\)

सही उत्तर लाइट-एमिटिंग डायोड है।मुख्य बिंदु

• LED का पूरा नाम लाइट एमिटिंग डायोड होता है।

LED (लाइट-एमिटिंग डायोड):

• LED (लाइट-एमिटिंग डायोड) एक PN जंक्शन डिवाइस है जो तब प्रकाश उत्सर्जित करता है जब एक धारा इसे आगे की दिशा में पार करती है, अर्थात जब LED आगे की ओर बायस्ड होता है, तो यह प्रकाश उत्सर्जित करता है।

• एक LED में, यह ऊर्जा विद्युत चुम्बकीय विकिरण के दृश्य क्षेत्र में होती है, और जारी किया गया फोटॉन प्रकाश के रूप में माना जाता है।

• इस तरह एक LED विद्युत ऊर्जा को प्रकाश ऊर्जा में परिवर्तित करता है।

  

• रिवर्स बायस्ड मोड में, यह एक सामान्य डायोड की तरह काम करता है और प्रकाश उत्सर्जित नहीं करता है।

• यह एक ऑप्टिकल अर्धचालक उपकरण है जो वोल्टेज लागू होने पर प्रकाश उत्सर्जित करता है, अर्थात यह विद्युत ऊर्जा को प्रकाश ऊर्जा में परिवर्तित करता है।
• जब लाइट एमिटिंग डायोड (LED) आगे की ओर बायस्ड होता है, तो n-साइड से मुक्त इलेक्ट्रॉन और p-साइड से होल जंक्शन की ओर धकेल दिए जाते हैं।
• लाइट-एमिटिंग डायोड आगे की ओर बायस्ड होने पर दृश्य प्रकाश या अदृश्य अवरक्त प्रकाश उत्सर्जित करते हैं।
• अदृश्य अवरक्त प्रकाश उत्सर्जित करने वाले LED का उपयोग रिमोट कंट्रोल के लिए किया जाता है।
• LED जो लाल, पीला, नारंगी, हरा और नीला प्रकाश उत्सर्जित कर सकते हैं, व्यावसायिक उपयोग के लिए उपलब्ध हैं।

Key Points 

• उपकरण की रव तुल्यांक शक्ति (NEP) प्रकाशिक निवेश शक्ति है जो किसी दिए गए बैंडविड्थ के लिए उस रव शक्ति के समरूप एक अतिरिक्त निर्गम शक्ति पैदा करती है।
• यदि निवेश को सिग्नल के रूप में निर्वचित किया जाता है, तो निवेश सिग्नल और रव समान होते हैं, अर्थात SNR 1 होगा।

Additional Information 

LED चालक एक स्वः-निहित शक्ति आपूर्ति है जो LED और LED के ऐरे के लिए आवश्यक शक्ति को विनियमित करता है। 

• स्थिरांक धारा LED चालकों को आउटपुट वोल्टेज की अभिहित सीमा और निर्दिष्ट आउटपुट धारा (mA) के लिए डिज़ाइन किया जाता है। स्थिरांक धारा चालक पर संचालित होने की रेटेड LED को विशेष रूप से मिलीएम्पियर (mA) या एम्पियर (A) में निर्दिष्ट धारा की अभिहित आपूर्ति की आवश्यकता होती है। 
• स्थिरांक वोल्टेज LED चालकों का प्रयोग LED के लिए किया जाता है जिसे केवल एक संतुलित वोल्टेज और धारा की आवश्यकता होती है जो पहले से या तो साधारण प्रतिरोधक या आंतरिक स्थिरांक धारा चालक विनियमित होता है। 

LED का आउटपुट या तो स्थिरांक वोल्टेज या स्थिरांक धारा (DC) है। 

LED चालक अनुप्रयोग:

1) LED के अग्र वोल्टेज में परिवर्तन तापमान में परिवर्तन के साथ LED का जलने का कारण बन सकता है, इसे तापीय कमी के रूप में भी जाना जाता है। 

2) LED चालक LED को ख़राब होने से रोकता है क्योंकि स्थिरांक धारा lED चालक अग्र वोल्टेज में परिवर्तनों के लिए क्षतिपूर्ति करता है जबकि LED के लिए स्थिरांक धारा प्रदान करता है। 

3) इसलिए LED चालक, उच्चतम वोल्टेज, प्रत्यावती धारा को निम्न वोल्टेज, दिष्ट धारा में परिवर्तित करता है, और 

4) यह परिपथ के माध्यम से प्रवाहित होने वाली वोल्टेज या धारा को इसके रेटेड स्तर पर रखता है।

1) एक LED डिस्प्ले एक समतल पैनल डिस्प्ले है जो वीडियो डिस्प्ले के लिए पिक्सेल के रूप में प्रकाश उत्सर्जक डायोड की एक सरणी का उपयोग करता है ।

2) LED डिस्प्ले प्रोजेक्टर की तुलना में उच्च विषमता (कॉन्ट्रास्ट) अनुपात प्रदान कर सकते हैं और इस प्रकार पारंपरिक प्रोजेक्शन स्क्रीन के लिए एक विकल्प प्रदान कर सकते हैं।

3) LED डिस्प्ले में लाल, हरे और नीले रंग के डायोड का एक मैट्रिक्स होता है।

∴ विकल्प 2 सही विकल्प है।

LED का अर्थ लाइट एमिटिंग डायोड है।

LED (लाइट-एमिटिंग डायोड):

• LED (प्रकाश उत्सर्जक डायोड) एक PN जंक्शन उपकरण है जो प्रकाश तब उत्सर्जित करता है जब धारा अग्र दिशा में इसके माध्यम से प्रवाहित होती है, अर्थात्, जब LED अग्र अभिनत होता है तो यह प्रकाश का उत्सर्जन करता है।

• LED में यह ऊर्जा विद्युतचुंबकीय विकिरण के दृश्य क्षेत्र में होता है और मुक्त फोटोन प्रकाश के रूप में दिखाई देता है।

• एक LED इस तरीके में विद्युतीय ऊर्जा को प्रकाश ऊर्जा में परिवर्तित करता है।

  

• विपरीत अभिनत मोड में, यह एक सामान्य डायोड की तरह काम करता है और प्रकाश का उत्सर्जन नहीं करता है।
• यह एक ऑप्टिकल अर्धचालक उपकरण है जो वोल्टेज लागू होने पर प्रकाश का उत्सर्जन करता है इसका अर्थ है कि यह विद्युत ऊर्जा को प्रकाश ऊर्जा में परिवर्तित करता है।
• जब प्रकाश उत्सर्जक डायोड (LED) अग्र अभिनत हो जाता है, तो n-तरफ से मुक्त इलेक्ट्रॉनों और p-तरफ से होल को जंक्शन की ओर धकेल दिया जाता है।
• प्रकाश-उत्सर्जक डायोड अग्र अभिनत होने पर दृश्यमान प्रकाश या अदृश्य अवरक्त प्रकाश का उत्सर्जन करते हैं।
• LED जो अदृश्य अवरक्त प्रकाश उत्सर्जित करते हैं उनका उपयोग रिमोट कंट्रोल के लिए किया जाता है।
• लाल, पीले, नारंगी, हरे और नीले प्रकाश का उत्सर्जन करने वाली LED व्यावसायिक उपयोग के लिए उपलब्ध हैं।

LED (प्रकाश उत्सर्जक डायोड):

LED (प्रकाश उत्सर्जक डायोड) एक PN जंक्शन उपकरण है जो प्रकाश तब उत्सर्जित करता है जब धारा अग्र दिशा में इसके माध्यम से प्रवाहित होती है।

प्रयोग किया गया पदार्थ:

LED के निर्माण के लिए प्रयोग किया जाने वाला अर्धचालक पदार्थ गैलियम आर्सेनाइड फॉस्फाइड (GaAsP) है जो लाल या हल्का पीला प्रकाश उत्सर्जित करता है या गैलियम आर्सेनाइड (GaAs) जो हरा या लाल-प्रकाश उत्सर्जित करता है।

Given: 

Source voltage = 15 V

Voltage of LED = 3 V

Current of LED = 3 mA

Now,

दिए गए परिपथ को इस प्रकार बनाया जा सकता है:

एल.इ.डी. परिपथ के माध्यम से प्रवाहित होने वाली धारा 3 mA है और उनमें से प्रत्येक का वोल्टेज अवपात 3 V है।

Therefore, by applying KVL, we get,

15 – R (3 mA) - 3 - 3 - 3 - 3 = 0

\(R = \frac{{15 - 12}}{3}~k{\rm{\Omega }} = 1~k{\rm{\Omega }}\)

एकवर्णी लेज़र केवल एक तरंगदैर्ध्य अर्थात् एकल आवृत्ति उत्सर्जित करता है और इसलिए यह कम हो जाता है या वर्णिक प्रसारण में कोई योगदान नहीं देता है।

सूचना: एकवर्णी प्रसारण उत्सर्जक की वर्णक्रम चौड़ाई के परिणामस्वरूप होता है अर्थात् वर्णक्रम चौड़ाई अलग-अलग तरंगदैर्ध्य की संख्या निर्धारित करता है जो LED या लेज़र द्वारा उत्सर्जित होता है। वर्णक्रम प्रसारण को करने के लिए एक तरीका वर्णक्रम चौड़ाई को संकीर्ण बनाना है।

लेज़र:

• लेज़र विकिरण के उत्तेजित उत्सर्जन द्वारा प्रकाश का प्रवर्धन का संक्षिप्त रूप है।
• यह वह उपकरण है जो स्पष्ट प्रकार की संकीर्ण और निम्न-अपसारी बीम का निर्माण करता है, जबकि अधिकांश अन्य प्रकाश स्रोत अस्पष्ट प्रकाश उत्सर्जित करता है, जिसमें वह चरण होता है जो समय और स्थान के साथ यादृच्छिकता से भिन्न होता है।
• लेज़र का सिद्धांत तीन अलग-अलग विशेषताओं पर आधारित होता है:

a) एक प्रवर्धक माध्यम के भीतर उत्तेजित उत्सर्जन,
b) इलेक्ट्रॉनिक का आबादी व्युत्क्रम और
c) ऑप्टिकल अनुनादक। 

ये जंक्शन के आबादी व्युत्क्रम के सिद्धांत पर आधारित है जैसा नीचे दी गयी आकृति में वर्णित है। 

• पिन प्रकाशिक डायोड का उपयोग प्रकाशिक तंतु नेटवर्क कार्ड और कुंजी में किया जाता है।
• वे फोटॉन का पता लगाने के लिए बनाये गए हैं और प्रकाशिक संसूचन में उपयोग किए जाते हैं।
• प्रकाशिक डायोड के माध्यम से प्रतीप धारा प्रवाहित होती है जब यह प्रकाश को अनुभव कर रहा होता है।
• जब फोटॉन एक पश्च-दिशिक p-n संधि में वाहक को उत्तेजित करते हैं, तो प्रकाश की तीव्रता के अनुपात में अत्यधिक कम धारा प्रवाहित होने लगती है।
• तीव्रता प्रकाशिक तरंग दैर्ध्य पर निर्भर करती है।
• प्रकाशिक डायोड आपतित प्रकाश को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं, इसलिए उनका उपयोग प्रकाशिक संसूचक के रूप में किया जाता है।

• एक प्रकाश उत्सर्जक डायोड (LED) एक अर्धचालक उपकरण है जो इसके माध्यम से प्रवाहित होने पर प्रकाश का उत्सर्जन करता है।
• जैसे-जैसे रंग बदलता है, अग्र वोल्टेज LED में बदलता रहता है।
• आमतौर पर, एक LED का अग्र वोल्टेज 1.8 और 3.3 वोल्ट के बीच होता है।
• "सफ़ेद" LED में उच्च वोल्टेज होता है, आमतौर पर 3.2 - 3.6V।

उनके रंग और वोल्टेज पात के साथ विभिन्न LED इस प्रकार हैं:

एक LED चालक एक स्व-निहित शक्ति आपूर्ति है जो एक LED या LEDs की ऐरे के लिए आवश्यक शक्ति को नियंत्रित करता है।

LED चालक अनुप्रयोग:

1) तापमान में परिवर्तन के साथ LED के अग्र वोल्टेज में परिवर्तन से LED जल सकती है, इसे तापीय स्खलन के रूप में भी जाना जाता है।

2) LED चालक, LED को नुकसान से बचाता है क्योंकि सतत धारा LED चालक, LED को एक सतत धारा प्रदान करते हुए अग्र वोल्टेज में परिवर्तन के लिए क्षतिपूर्ति करता है।

3) इस प्रकार LED चालक, उच्च वोल्टेज, प्रत्यावर्ती धारा से निम्न वोल्टेज, दिष्ट धारा में परिवर्तित करते हैं, और 

4) यह परिपथ के माध्यम से अपने निर्धारित स्तर पर वोल्टेज या धारा को प्रवाहित रखता है।

LED में, आवेशों के पुनर्संयोजन के कारण प्रकाश उत्सर्जित होता है।

स्पष्टीकरण:

LED (प्रकाश उत्सर्जक डायोड):

मूल LED डायोड को निम्न रूप में दर्शाया गया है:

• जब डायोड अग्र अभिनत होता है, तो विद्युत धारा प्रवाहित होना शुरू हो जाती है। 
• P पक्ष और N पक्ष के बहुसंख्यक और अल्पसंख्यक आवेश वाहक एक-दूसरे के साथ संयोजित होते हैं और अवक्षय क्षेत्र में आवेश वाहकों को तटस्थ करते हैं। 
• यह स्थानांतरण फोटॉन मुक्त करता है जो एकवर्णी प्रकाश के रूप में ऊर्जा प्रदान करते हैं। 
• उत्सर्जित प्रकाश के रंग में E = \(\frac{hc}{\lambda}\) के रूप में अर्धचालक पदार्थ के बंधअंतराल ऊर्जा से संबंधित एक विशिष्ट तरंगदैर्ध्य होता है। 

• LED से रंगों के उत्सर्जन का चयन प्रयोग किये जाने वाले अर्धचालक की प्रकृति के कारण काफी सीमित होता है। 

• सामान्यतौर पर LED के उपलब्ध रंग लाल, हरा, नीला, पीला, ऐंबर और सफ़ेद है। 

• एक PN जंक्शन उपकरण है जो प्रकाश तब उत्सर्जित करता है जब धारा अग्र दिशा में इसके माध्यम से प्रवाहित होती है, अर्थात्, जब LED अग्र अभिनत होता है, तो यह प्रकाश का उत्सर्जन करता है।
• जब एक इलेक्ट्रॉन डायोड के n - प्रकार के अर्धचालक से एक बाहरी रूप से लागू विद्युत क्षेत्र के प्रभाव के तहत p - प्रकार के अर्धचालक में जाता है, तो यह p-n जंक्शन के ऊर्जा बैन्‍ड अंतराल के समकक्ष ऊर्जा के साथ एक फोटोन उत्सर्जित करता है।
• प्रकाश उत्सर्जक डायोड (LED): LED में यह ऊर्जा विद्युतचुंबकीय विकिरण के दृश्य क्षेत्र में होती है और मुक्त फोटोन को प्रकाश के रूप में देखा जाता है।
• एक LED इस तरीके में विद्युतीय ऊर्जा को प्रकाश ऊर्जा में परिवर्तित करता है और प्रकाश विद्युत चुम्बकीय विकिरण का एक उदाहरण है।