Поверхностно-излучающие светодиоды, работающие на длине волны 1300 нм

October 11, 2011 by admin Комментировать »

В волоконно-оптических системах связи на основе кварцевых световодов с градиентным профилем показателя преломления, позволяющих передавать информацию с высокой скоростью, используют светодиоды, излучающие свет на длине волны 1300 нм. На рис. 23.2 показана структура такого светодиода (Sauletal., 1985). Излучение проходит через подложку InP, прозрачную на длине волны 1300 нм. Соответственно кристалл в корпусе светодиода монтируется эпитаксиальным слоем вниз.

Рис. 23.2. Структура светодиода для систем связи, излучающего свет на длине волны 1300 нм, с активной областью InGaAsP, согласованной по параметрам решеток с подложкой 1пР. Свет, генерируемый в активной области, проходит сквозь прозрачную подложку. Поперечные размеры области излучения определяются областью инжекции носителей тока под круговым омическим контактом диаметром 20 мкм. В подложке методом травления формируется линза с антиотражающим покрытием, направляющая луч света (а). Соединение

светодиода с оптическим волокном при помощи эпоксидной смолы (б)

 

Светодиод состоит из активной области InGaAsP, согласованной по параметрам решеток с подложкой InP. Здесь нет слоя растекания тока и область излучения расположена непосредственно над контактом. В точке вывода света сформирована оптическая линза, улучшающая эффективность ввода излучения светодиода в оптическое волокно. Линза вытравливается в подложке 1пР по фотоэлектромеханической технологии (Ostermayeretal., 1983).

На рис. 23.3 представлены спектры излучения таких светодиодов, измеренные в двух местах: на поверхности и с торцов диода. Видны значительные различия этих спектров. Спектр излучения, направленного к торцам светодиода, обладает меньшей шириной из-за самопоглощения, при котором происходит перепоглощение фотонов, в основном обладающих большой энергией.

Рис. 23.3. Спектры излучения светодиодов InGaAsP/InP, излучающих на длине волны 1300 нм, измеренные на поверхности и с торцов диода. Спектр излучения с торцов светодиода из-за самопоглощения отличается меньшей шириной

 

На рис. 23.4 показан микроснимок светодиода InGaAsP/InP, полученный в растровом электронном микроскопе. Шероховатости на поверхности контактов возникают в процессе отжига при их нанесении. Для снижения потерь из-за френелевского отражения на границе раздела сред полупроводник-воздух на линзы наносится антиотражающее покрытие.

Рис. 23.4. Микроснимок светодиода InGaAsP/InPсо встроенной полупроводниковой линзой. В процессе отжига на металлической поверхности омического контакта появляются шероховатости (Ostermayeretal., 1983)

 

Отметим, что для кварцевых световодов, передающих данные на большие расстояния, особый интерес представляет длина волны 1500 нм. Такие световоды должны быть одномодовыми с малым диаметром сердцевины, что необходимо для исключения межмодовой дис-

Персии. Поэтому светодиоды с длиной волны излучения 1500 нм нельзя применять в системах связи на основе кварцевых световодов.

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