第七讲 发光与耦合器件 (1)
发光二极管
激光器
发光二极管
? 发光二极管的结构和工作原理
注入式电致发光器件
PN结烧结在陶瓷或金属底座上,透明环氧树脂封装
三种,直接跃迁材料 GaAs/GaN/ZnSe
间接跃迁材料 GaP
混晶 GaAs+GaP=GaAs(1-x)Px
? Eg越大,释放能量越大,发光波长越短
? 不同掺杂发出不同的光, GaP+Zn+O---- 红光
GaP+Zn+N----绿光
? 特点,
体积小
耐冲击
寿命长
功耗低
响应快
可靠性高
颜色鲜明
易和电路匹配
? 效率
非显示,使用功率效率,光学效率 (外量子
效率和内量子效率 )
显示, 流明效率 (光度效率 /发光效率 )
照明效率
? 发光光谱
定义,发光的相对强度随波长的变化
它决定发光颜色和流明效率
参量,峰值波长 +半宽度
峰值光子的能量随温度的增加而减少
? 伏安特性
图 4-3
图 4.4
复合因子
反向击穿电压 -5V
? 发光亮度
定义,单位面积发光强度的度量
扩散电流 /载流子辐射复合寿命与非辐射符
合寿命
脉冲寿命
? 寿命
亮度降低到原有亮度一半所经历的时间
与工作电流有关
? 响应时间
? 应用
显示
指示
照明
光源
光电开关
报警
遥控
耦合
激 光 器
? 特点
方向性好
单色性好
相干性好
亮度高
? 激光的产生
受激辐射,
低能态的电子激发或泵浦到较高能态
分布反转,
粒子分布反转,受激辐射克服损耗
共振腔,
提供正反馈和增益,维持受激辐射的持
续振荡
? 受激辐射
吸收 +自发发射 +受激辐射
注意, 自发激发的非相干性
受激辐射发出,频率 /位相 /方向相同
产生激光的条件,受激辐射占主导地位
? 分布反转
定义
方法,
照射
气体电离
注入载流子
? 共振腔
在激光物质的两测放置相互平行的反射面,
这种反射面组称为共振腔,获得增益,
腔内增益大于损耗,产生激光振荡,条件是腔
的长度恰好等于辐射光半波长的整数倍,
? 氦氖激光器
单色性好
方向性好,发散角小
结构简单 /紧凑
稳定性好
价低
方便
分为,全外腔 /全内腔 /半内腔
半导体激光器
? PN结型二极管注入式激光器
结构和原理
主要特性
? 异质结激光器
单异质结激光器
双异质结激光器
作 业
? 1.发光二极管的特性参数有哪些？并说明。
? 2.激光产生的原理?
预 习
光电偶合器件的特点、特性参数和应用；
光电成像器件的类型与特性。