Спектр излучения

October 27, 2011 by admin Комментировать »

Механизм свечения полупроводниковых светодиодов заключается в излучении фотонов в результате спонтанной рекомбинации электронно-дырочных пар. Спонтанные процессы излучения света принципиально отличаются от процессов вынужденного (индуцированного) излучения, характерных для полупроводниковых лазеров и суперлюминесцентных диодов. Оптические параметры светодиодов непосредственно связаны с процессами спонтанной излучательной рекомбинации. Поэтому в этом разделе будут обсуждаться характеристики спонтанного излучения светодиодов.

На рис. 5.1 схематично показан процесс рекомбинации электронно- дырочных пар. Предполагается, что зависимости энергии электронов

 

Рис. 5.1. Параболический закон дисперсии электронов и дырок и прямые межзонные переходы, соответствующие актам излучательной рекомбинации

 

в зоне проводимости и энергии дырок в валентной зоне от волнового вектора к имеют параболический характер, т. е.

Рис. 5.2. Теоретический спектр излучения светодиодов. Ширина распределения на половине интенсивности, определяется величиной 1,8кТ

 

 

Например, теоретическая ширина спектральной линии светодиода из GaAs, излучающего свет с длиной волны 870 нм при комнатной температуре, равна∆Е = 46 мэВ или ∆λ = 28 нм.

Ширина спектральной линии определяется на уровне, равном половине интенсивности в максимуме излучения:

Ширина спектральной линии является важной характеристикой светодиодов. Во-первых, для светодиодов, излучающих свет в видимом диапазоне, она гораздо меньше ширины всего видимого спектра. светодиодов даже уже спектра излучения, воспринимаемого человеческим глазом как один цвет. Например, диапазон красного цвета лежит в пределах длин волн 625-730 нм, что гораздо шире типичного спектра излучения светодиодов. Поэтому излучение светодиодов воспринимается человеческим глазом как монохроматическое.

Во-вторых, оптические волокна рассеивают свет, в результате чего излучение с разными значениями длин волн в некотором диапазоне, составляющих световой импульс, будет распространяться вдоль него с разными скоростями. Дисперсия материала оптического волокна ограничивается величиной произведения скорости передачи данных в единицах бит/с на расстояние, определяемого параметрами светодиодов.

 

 

Время жизни носителей при спонтанном излучении светодиодов в прямозонных полупроводниках определяется концентрацией примесей в активной области (или концентрацией носителей), а также качеством материала, и обычно лежит в диапазоне 1-100 нc, что позволяет добиться скоростей модуляции вплоть до 1 Гбит/с.

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