Курсовая работа: Оптичні випромінюючі прилади
Зелений
Зелений
Блакитний
Блакитний
Синій
Синє-фіолетовий
Ширина спектру випромінювання залежить від механізму випромінювальної рекомбінації. Для випромінювачів на AlGaAs ширина спектру складає 30-45 нм, для світлодіодів на InGaAsP– 100-110 нм.
Зовнішній квантовий вихід випромінювання світлодіодів завжди менше за внутрішній, бо з кристалу може вийти лише частина фотонів, що виникла при рекомбінації. Повне внутрішнє відбиття призводить до того, що з кристалу може вийти тільки та частина випромінювання, яка падає на його поверхню в деякій зоні кутів. Наприклад для GaPпоказник переломлення n=3,3, а кут q=17,7°. В цих умовах через пласку поверхню (рис.16,а) може вийти лише 2% світла, що випромінюється p-n переходом.
Рис.16. Конструкції світло діодів: а) пласка; б) p-n перехід на мезі; в) з напівсферою; г) з пластмасовою лінзою.
На цьому рисунку: а – плаский кристал, б – мезаструктура, в – полу сферичний кристал, г – структура з лінзою; 1 – напівпровідник, 2 – p-n перехід, 3 – металічний контакт, 4 – пластмасова лінза. Функцію виходу можна підвищити, розміщуючи p-n перехід на так званій мезі – столоподібному виступі діаметром 0,1-0,2 мм (рис.16,б). Частина випромінювання відбивається від бокових граней та спадає на бокову поверхню під кутами, близькими до нормальних. Це дозволяє підвищити вихід випромінювання у 2-3 рази. Приблизно на порядок підвищується зовнішній квантовий вихід у світлодіодах, виконаних у вигляді напівсфери (рис.16,в), або споряджених пластмасовою лінзою (рис.16,г), оскільки повне внутрішнє відбиття в них практично виключається. Вихід можна підвищити ще приблизно у 1,5 рази, наносячи на поверхню просвітлюючи покриття, наприклад, плівки SiO, SiO2 , Si3 N4 тощо.
Кутове розходження випромінювання світло діодів сильно залежить від їх геометрії і по рівню половинної інтенсивності приймає значення від 10 до 180° 9типові значення 50-60°).
По способу виведення випромінювання світлодіоди поділяються на поверхневі та торцеві (рис.17, де 1 – металічний контакт, 2 – підшарок n-GaAs, 3 – емітер N-AlGaAs, 4 – активний шар p-GaAs. 5 – емітер P-AlGaAs, 6 p+ -GaAs, 7 – ізолятор SiO2 , 8 – тепловідвід, 9 – випромінювання, 10 – оптичне волокно, 11 – епоксидна смола, 12 – металічний контакт, 13 – підшарок nGaAs, 14 – емітер N-AlGaAs, 15 – активний шар n-GaAs, 16 – емітер PAlGaAs, 17 – p— GaAs, 18 – ізолятор SiO2 , 19 – теп