Материалы для преобразователей длины волны

October 21, 2011 by admin Комментировать »

Преобразователи длины волны создают на основе: люминофоров, полупроводников и красителей. Эти материалы характеризуются следующими параметрами: длина поглощаемой волны, длина излучаемой волны и квантовый выход. Квантовый выход хороших преобразователей близок к 100%. Полный к. п. д. преобразователя длины волны определяется выражением

где rjext— внешний квантовый выход преобразователя, Ai— длина волны фотонов, поглощенных люминофором, Аг — длина волны фотонов, излучаемых люминофором. Даже при rjext= 1, в процессе преобразования длины волны неизбежны потери энергии, поэтому к.п.д. преобразователя Г] всегда меньше единицы.

Самыми распространенными материалами, используемыми в преобразователях длины волны, являются люминофоры, которые будут подробно обсуждаться в следующем разделе. На рис. 21.2 показаны спектры поглощения и излучения промышленно выпускаемых люминофоров. Видно, что люминофоры обладают разделенными по длинам волн максимумами поглощения и излучения. Спектр излучения таких материалов довольно широк, что делает их пригодными для использования в источниках белого света. Люминофоры отличаются высокой стабильностью, их квантовый выход часто близок к 100%. В светодиодах белого свечения чаще всего используется люминофор на основе алюмоиттриевого граната, легированного церием (Nakamura, Fasol, 1997). Сообщалось (Schlotteretal., 1999), что уже существуют легированные церием люминофоры, квантовый выход которых равен 75%.

Рис. 21.2. Спектры поглощения и излучения промышленно выпускаемого люминофора, возбуждаемого ртутной лампой с длиной волны излучения 254 нм

(Osram-Sylvania, 2000)

 

Красители представляют еще один тип материалов для создания преобразователей длины волны. В настоящее время выпускают много марок различных красителей. На рис. 21.3 показан пример спектров поглощения и излучения одного из них. Квантовый выход многих красителей часто близок к 100%. Однако из-за того, что большинство красителей являются органическими соединениями, долговременная стабильность их характеристик намного ниже, чем у полупроводников и люминофоров.

И наконец, полупроводники — третий тип материалов, используемых в Л-преобразователях. Полупроводники характеризуются узким спектром излучения с энергетической шириной линий ~ 2кТ. Ширина спектра излучения полупроводников меньше ширины спектральных линий большинства люминофоров и красителей. Поэтому прецизион-

Рис. 21.3. Спектры поглощения и излучения коммерчески выпускаемого красителя Кумарин 6. Показана химическая структура молекулы красителя

 

ные преобразователи длины волны разрабатываются на основе именно полупроводниковых материалов.

Как у люминофоров и красителей, внутренний квантовый выход полупроводников может быть близок к 100%. Проблема вывода света в полупроводниковых преобразователях длины волны стоит менее остро, чем в светодиодах, что связано с отсутствием в них контактов, задерживающих излучение.

В настоящее время существует большой выбор полупроводников, пригодных для построения преобразователей длины волны. На рис. 21.4 показана зависимость ширины запрещенной зоны атомарных и бинарных полупроводников от постоянной их кристаллической решетки. На основе трех- и четырехкомпонентных твердых растворов полупроводников можно создать преобразователи, работающие практически на любой длине волны излучения видимого спектра.

Источник:

 Шуберт Ф. Светодиоды / Пер. с англ. под ред. А.Э. Юновича. — 2-е изд. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2008. – 496 с. – ISBN 978-5-9221-0851-5.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты