来源:深圳市金辉照明有限公司 时间:2024-05-18 07:57:03 [举报]
半导体发光二极管的结构公差没有激光器那么严格,而且无谐振腔。所以,所发出的光不是激光,而是荧光。LED是外加正向电压工作的器件。在正向偏压作用下,N区的电子将向正方向扩散,进入有源层,P区的空穴也将向负方向扩散,进入有源层。进入有源层的电子和空穴由于异质结势垒的作用,而被封闭在有源层内,就形成了粒子数反转分布。这些在有源层内粒子数反转分布的电子,经跃迁与空穴复合时,将产生自发辐射光。
半导体发光二极管的结构简单,体积小,工作电流小,使用方便,成本低,所以在光电系统中的应用极为普遍。在正向偏置下,半导体PN结或与其类似的结构能够发出可见光或近红外光,这种把电能直接转换为光能的器件称为发光二极管,简称LED。
LED的结构依应用和材料掺杂情况而异。用于可见光指示和显示方面的LED,要求结构佳化以获得率;用于光通信方面的LED,需要有高辐射度以把大功率耦合入纤维,还希望有较大的调制能力。用作指示灯和显示器的LED的基本结构见图2。
光通信用 LED的发射波长在光纤呈现低损耗的窗口区。0.8~0.9微米的GaAlAs-GaAs发光管和1.3~1.6微米的InGaAsP-InP发光管,波长分别落在石英纤维的和第二个透明窗口。为了与纤维耦合,光可以从LED的一面或一边提取。
①提高内量子效率,要求尽量减少晶体缺陷和有害杂质;②提高外量子效率,结构要便于光收集、提取和发射;③可以用携载信息的输出电流直接对光输出进行高速率的调制;④结构要有利于散热,减少因结温上升引起光功率下降;⑤要有高的辐射度,因此应用直接带隙半导体和能够在高电流密度下驱动的结构。
在低压(低于2伏)、小电流(几十毫安至200毫安)下工作,功耗小、体积小、可直接与固体电路连接使用;稳定、可靠、寿命长(105~106小时);调制方便,通过调制LED的电流来调制光输出;光输出响应速度比较快(1~100兆赫);价格便宜。 应用 LED可用作指示灯、文字-数字显示、光耦合器件、光通信系统光源等。 LED光通量的计算 φ=2πÌ(1-cos½α)
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