December 12 2017 08:21:50
Навигация
Авторизация
Логин

Пароль



Вы не зарегистрированы?
Нажмите здесь для регистрации .

Забыли пароль?
Запросите новый здесь.
Источники излучения
ОПТОЭЛЕКТРОНИКА И ОТОБРАЖЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ

Работа источников основана на различных физических явлениях (тепловое свечение, излучение при электрическом разряде в газе, электролюминесценция).

Наиболее простыми источниками света в оптоэлектронных системах являются миниатюрные лампы накаливания, имеющие широкий спектр излучения, основная часть которого лежит в инфракрасной области.  Вследствие инерционности они применяются на частотах не выше 10 Гц.

В интегральной оптоэлектронике преимущественно применяют источники излучения, базирующиеся на явлениях люминесценции в полупроводниковых материалах. Наиболее перспективными считают излучатели, в которых люминесценцию вызывает электрическое поле или ток.

Электролюминесцентный излучатель (ЭЛИ) представляет собой конденсатор, в котором между обкладками (электродами) располагается люминофор. Один электрод прозрачный (слой окиси олова), второй – непрозрачный (рис.14.2).

Рис.14.2. Электролюминесцентный излучающий элемен

При приложении к кристаллу люминофора напряжения в нем образуется пространственный заряд. Электроны, попадая в область сильного поля этого заряда, приобретают энергию, достаточную для ионизации, в результате которой образуются электроны и дырки, способные рекомбинировать, излучая при этом свет.

Излучение происходит в видимой или ультрафиолетовой частях спектра. Электролюминесцентные конденсаторы имеют постоянные времени (0.1 ...1) мс,  отличаются низкой стабильностью параметров и могут работать при постоянном или переменном напряжении электропитания.

Полупроводниковые излучающие светодиоды и лазеры основаны на эффекте излучательной рекомбинации в объеме «активной» области p-n перехода. При инжекции неосновных носителей заряда под действием прямого напряжения переход испускает электромагнитные волны в видимом или инфракрасном диапазонах.

Светодиод представляет собой многослойную структуру, в которой при прохождении тока через переход во всех направлениях распространяется индуцируемое некогерентное излучение. Обычно используют излучение, выходящее ортогонально активной зоне (рис.14.3,а).


Рис.14.3. Структура светодиода (а) и его характеристики: спектральная (б), излучательная (в),  вольтамперная (г)  

Излучение светодиодов складывается из волн, посылаемых спонтанно рекомбинируемыми частицами независимо друг от друга, и вследствие этого имеет хаотичное изменение амплитуды и фазы суммарной электромагнитной волны. Источник генерирует естественное излучение, обладающее довольно широким спектром (рис.14.3,б) с типичным значением Dl=30 нм. Излучательную характеристику (рис.14.3,в) инжекционного светодиода, определяющую основные параметры, можно считать практически линейной. При токе I @100мА мощность излучения светодиода составляет единицы ватт. Вольтамперная характеристика светодиодов (рис.14.3,г), определяющая их электрические параметры, является характеристикой полупроводникового диода и на рабочем участке при u > U* ее можно заменить линейной зависимостью u @ U*+ri с наклоном r @ 1…10 Ом. Это приводит к  линейной управляющей характеристике светодиода Pи(u) на рабочем участке, что важно при использовании управляемых излучателей в аналоговых устройствах.

В цифровых устройствах в качестве управляемых источников света преимущественно применяют полупроводниковые инжекционные лазеры, имеющие когерентное излучение, сконцентрированное в узкой спектральной  области. В лазерном диоде имеется резонатор (колебательный контур), осуществляющий обратную связь по световому потоку (рис.14.4,а).


Рис.14.4. Структура лазера (а), эквивалентная схема (б) и характеристика излучения (в)

Комментарии
Нет комментариев.
Добавить комментарий
Пожалуйста, залогиньтесь для добавления комментария.
Рейтинги
Рейтинг доступен только для пользователей.

Пожалуйста, авторизуйтесьили зарегистрируйтесь для голосования.

Нет данных для оценки.

Время загрузки: 0.03 секунд 2,295,808 уникальных посетителей