д - це перехід між різними областями напівпровідника, утворений між матеріалами з подібною кристалічною структурою, але володіють різною шириною забороненої зони і показниками заломлення.
Розрізняють три структури LED з використанням гетеропереходів: - з поверхневим випромінюванням;
з торцевим випромінюванням;
суперлюмінесцентние світлодіоди (СЛД).
В LED з поверхневим випромінюванням оптичний сигнал виводиться з поверхні активного шару в перпендикулярній йому площині. Оптичне волокно приєднується до поверхні світлодіода через спеціальну виїмку в напівпровідниковій підкладці, що забезпечує ефективний введення потужності спонтанного випромінювання в оптичне волокно.
Як приклад на малюнку 12 показана конструкція светоизлучающего діода LED з поверхневим оптичним випромінюванням тришарового типу.
Світлодіод має тришарову структуру: пасивні шари і активний шар. У n-області вільні електрони займають дозволені рівні в зоні провідності, а в p-області дірки займають відповідні рівні у валентній зоні.
Малюнку 12. Конструкція светоизлучающего діода LED з поверхневим оптичним випромінюванням тришарового типу
При додатку прямого зміщення з використанням зовнішнього джерела напруги спостерігається одностороння інжекція (переміщення) електронів і дірок в активний шар. Висока концентрація носіїв в активному шарі забезпечується стрибком потенціалу D Е на кордоні гетероперехода. В активному шарі спостерігається рекомбінація неосновних носіїв з виділенням надлишкової енергії у вигляді фотонів світла . СІД функціонує на основі спонтанного випромінювання і формує некогерентні хвилі з довжиною хвилі:
(1)
Співвідношення показників заломлення активного і пасивного шарів n 2 > n 1 забезпечує хвилеводний ефект і підвищує ККД джерела.
На малюнку 13 наведена конструкція LED з торцевим випромінюванням.
Малюнок 13 Конструкція LED з торцевим випромінюванням
В торцевому LED випромінювання виводиться з одного торця активного шару в паралельній до нього площині. Інший торець активного шару виконується у вигляді дзеркала. Випромінюючий торець узгоджується з оптичним волокном лінзової системою.
В суперлюмінесцентних світлодіодах (СЛД) послідовно діють два процеси генерації світла: первинне випромінювання виникає в результаті спонтанної рекомбінації електронно-доручених пар і вторинне - вимушене випромінювання - є основою механізму посилення спонтанного випромінювання в активному середовищі. Активна середу в СЛД володіє високим оптичним коефіцієнтом посилення, оптичний резонатор в СЛД відсутній і такий випромінювач, в цілому, можна розглядати як однопроходний підсилювач світла. По конструкції СЛД відповідає торцевому СІД, але працює при більш високих токах інжекції від 50 до 100 мА.
У світлодіодних джерелах використовується принцип спонтанного випромінювання світла, тому сигнал світлодіода є некогерентним і спектрально більш однорідним.
Через спонтанного випромінювання світлодіоди мають широкий спектр випромінювання, зазвичай в межах 50-200 нм.
Для стабілізації рівня вихідно...
