Светодиоды для систем связи, работающие на длине волны 650 нм

November 7, 2011 by admin Комментировать »

Светодиоды, работающие на длине волны 650 нм, как правило, используют совместно с полимерными оптическими волокнами. Такие волокна обладают минимальными потерями и сравнительно низкой дисперсией на длине волны 650 нм. Светодиоды, излучающие свет в диапазоне длин волн 600-650 нм, изготавливают на основе той же системы материалов (AlGa)o,5lno,5P, что и светодиоды видимого диапазона с длиной волны 650 нм.

На рис. 23.5 представлены структуры типичных светодиодов с рабочей длиной волны 650 нм, применяемых совместно с полимерными световодами. Оба типа представленных светодиодов являются устройствами с верхней излучающей поверхностью, что вызвано непрозрачностью подложек GaAs. В состав обоих светодиодов входят запирающие слои, которые локализуют носители тока в активной области. Металлические кольцевые контакты в обеих структурах не мешают выходу света из активной области.

На рис. 23.5 показаны два типа запирающих слоев. Рис. 23.5, а — р-п-р-структура запирающего слоя, сформированная в верхнем прозрачном слое. Область, в которую методом диффузии внедрен цинк, расположенная в центре светодиода, перекомпенсирует доноры и превращает запирающий слой в слой р-типа. В результате ток начинает идти только через эту область. На рис. 23.5, б показан запирающий слой, полученный методом эпитаксиального доращивания. После формирова-

Рис. 23.5. Структуры светодиодов AlInGaP/GaAsс длиной волны излучения 650 нм, работающие с полимерными световодами (в обеих структурах ток направляется к центру активной области, излучению из которой не мешают верхние металлические кольцевые контакты): а —структура с запирающим слоем AlGaAsп-типа и диффузионной областью р-типа; б —структура, изготовленная методом эпитаксиального доращивания, с запирающим слоем GaAsп-типа

 

ния сверху барьерного слоя р-типа запирающего слоя п-типа подложка извлекается из камеры выращивания кристаллов для нанесения трафарета и проведения операции травления. После этого подложка вновь помещается в камеру для продолжения процедуры эпитаксиального выращивания. Довольно дорогая технология с малым выходом годных изделий. Прозрачное окно может быть сформировано из AlGaAs, как на рис. 23.5, а также из GaPи других прозрачных полупроводников.

Светодиоды с резонаторами имеют преимущества перед обычными светодиодами: они обладают большей яркостью и более узким спектром излучения (Schubertetal., 1992, 1994; Schubert, Hunt, 1999). Haрис. 23.6 показан светодиод с резонатором, излучающий на длине волны 650 нм (Streubel, Stevens, 1998; Streubelи др., 1998; Mitel, 2000). Как и в двух предыдущих структурах, здесь верхний контакт имеет кольцевую форму и ток направляется в центр светодиода, расположенный внутри кольцевого контакта. Область ионной имплантации служит для локализации носителей тока. В качестве имплантантов чаще всего используют кислород и водород, что превращает эту область в изолятор. Кислород считается более стабильным имплантантом, чем водород, поскольку малые атомы водорода легко диффундируют из полупроводника даже при умеренных температурах отжига.

Рис. 23.6. Структура светодиода с резонатором, излучающего на длине волны 650 нм. Резонатор формируют два распределенных брэгговских зеркала. Активная область представляет собой структуру InGaPMUnGaPс множественными квантовыми ямами (Whitaker, 1999)

 

На рис. 23.7 представлены спектры излучения светодиода с резонатором и обычного светодиода, соответствующие светодиодам, присоединенным к оптическому волокну. Видно, что у светодиодов с резонатором более высокие:

•    спектральная чистота, что связано с низкой хроматической дисперсией,

•    интенсивность излучения, что объясняется большей направленностью их пространственного распределения излучения.

Было показано, что использование светодиодов с резонатором, излучающих на длине волны 650 нм, совместно с полимерными свето-

Рис. 23.7. Спектры излучения светодиода с резонатором и обычного светодиода, подсоединенных к оптоволокну сNA= 0,275, при токе 30 мА. Резонансный эффект в светодиодах первого типа увеличивает интенсивность излучения и снижает ширину спектра излучения, особенно при использовании оптических волокон с низким значением параметраNA (Whitaker, 1999)

 

водами дает возможность получить высокие скорости передачи данных ~ 250 Мбит/с (Streubel, Stevens, 1998).

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