Šviesos šaltiniai optinėje elektronikoje

Optinėje elektronikoje naudojami puslaidinikiniai injekciniai šviesos šaltiniai- šviesos diodai ir lazeriniai diodai. Atsižvelgiant į paskirtį, jiems keliami įvairūs reikalavimai. Aptarkime šviesos diodų ir lazerinių diodų sandarą, veikimą.
Optinio ryšio sistemoms reikia šaltinių, kurių šviesos bangos ilgis 0,6-1,7µm. Šaltinis turi užtikrinti pakankamai didelį šviesos srautą siaurame bangų ilgių ruože. Turi būti galimybė moduliuoti jo išėjimo galią ir virpesių dažnis turi būti stabilus, šaltinis turi būti suderintas su skaidula. Spinduliuotės kampinis pasiskirstymas turi būtitoks, kad šviesa patektų į skaidulą. Šviesos diodai yra nekoherentinės šviesos šaltiniai . jų spinduliavimo kampas gana didelis, bangos ilgių spektras- platus: per 20 nm, kai λ=850nm, ir per 80nm, kai λ=1550nm. Spinduliuojanti galia proporcingaper diodą twkančiai srovei; tik kai galia didelė pasireiškia įsisotinimas.
Lazerinių diodų veikimas sudetingesnis. Kol srovė per lazerinį diodą silpna, lazerinės diodo spinduliuotės mechanizmas toks pat, kaip ir šviesos diodo:pasireiškia savaiminė emisija. Kai srovė viršija tam tikrą slenkstį, šviesos generacijos mechanizmas pasikeičia, pradeda vyrauti privrstinis spinduliavimas. Tuomet spinduliavimas tampa labiau koherentinis, kryptingesnis, virpesių spektras įgyja vienos ar kelių linijų pobūdį. Ypač svarbu, kad lazerinių diodų atveju didesnė galia spinduliuojama iš mažesnio ploto, o moduliacijos dažnis gali būti aukštesnis.
Tekant per puslaidinkinį diodą tiesioginei srovei injektuojami elektronai ir skylės. Vykstant krūviinkų rekombinacijai, energija gali atsipalaiduoti šviesos kvantų pavidalu.
1pav. krūvininkų rekombinacijos mechanizmai.
λ=hc/w
w- fotono, rekombinacijos metu atsipalaiduojanti, energija.
h- planko konstanta.
c- šviesos greitis.
Λ- bangos ilgis mikrometrais.
Šviesos diodų spinduliuojamų fotonų pasiskirstymą galima rasti įvertinant elektronų ir skylių pasiskirstymus pagal energijas puslaidininkio laidumo ir valentinėje juostoje. Elektrono užimančio energijos lygmenį ir skylės, užimančios energijos lygmenį, rekombinacijos tikimybė yra proporcinga. Remdamiesi 2 pav galime įvertinti spinduliuojamos šviesos spektro linijos santykinį plotą.
2pav. Fotonų energijos pasiskirstymas.
Įvertinant, kai T=300K, santykinį linijos plotį galima skaičiuoti pagal formulę
=|λ/λ|≡0.05λ
Čia λ- mikrometrais.
Žinios apie santykinį ir absoliutinį spektro linijų pločius ir jų priklausomybes nuo bangos ilgio pateiktos 1 lentelėje.
λµm
∆λ/nm
0,85
0,043
36
1,30
0,065
85
1,55
0,078
120
1 lentelė. Šviesos spktro linijos pločiai, kai T=300K.
Be spindulinės rekombinacijos galimi ir kiti rekombinacijos mechanizmai....

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!