Лабораторная работа №1.
Тема: «Исследование ватт-амперных характеристик полупроводниковых источников света».
Цель: Знакомство с принципом действия светоизлучающего диода (СИД), суперлюминисцентного диода (СЛД) и лазерного диода (ЛД); исследование их ватт-амперных характеристик (зависимости мощности излучения от тока).
Схема лабораторной установки:
Ход работы:
СИД
ВАХ |
|||
Im, mA |
Ри, мВт при t=20ºC |
Ри, мВт при t=50ºC |
Ри, мВт при t=70ºC |
0 |
0 |
0 |
0 |
10 |
0,91 |
0,566 |
0,341 |
20 |
1,82 |
1,137 |
0,682 |
30 |
2,731 |
1,706 |
1,024 |
40 |
3,641 |
2,275 |
1,365 |
50 |
4,551 |
2,844 |
1,706 |
60 |
5,462 |
3,413 |
2,048 |
70 |
6,372 |
3,982 |
2,389 |
80 |
7,282 |
4,551 |
2,731 |
90 |
8,193 |
5,123 |
3,072 |
СЛД
ВАХ |
|||
Im, mA |
Ри, мВт при t=20ºC |
Ри, мВт при t=50ºC |
Ри, мВт при t=70ºC |
0 |
0 |
0 |
0 |
10 |
0,648 |
0,221 |
0,153 |
20 |
3,436 |
0,983 |
0,661 |
30 |
10,445 |
2,4665 |
1,6055 |
40 |
25,556 |
4,9026 |
3,0836 |
50 |
55,912 |
8,5912 |
5,2132 |
60 |
114,513 |
13,9213 |
8,13813 |
70 |
224,808 |
21,3868 |
12,0278 |
80 |
428,785 |
31,6245 |
17,0855 |
90 |
801,154 |
45,4464 |
23,554 |
ППЛ
ВАХ |
|||
Im, mA |
Ри, мкВт при t=20ºC |
Ри, мкВт при t=50ºC |
Ри, мкВт при t=70ºC |
0 |
0 |
0 |
0 |
10 |
0,164 |
0,122 |
0,115 |
20 |
0,543 |
0,298 |
0,266 |
30 |
1,344 |
0,546 |
0,466 |
40 |
2,955 |
0,895 |
0,708 |
50 |
6,091 |
1,359 |
1,021 |
60 |
12,051 |
1,9921 |
1,4131 |
70 |
23,18 |
2,838 |
1,902 |
80 |
43,678 |
3,9628 |
2,5088 |
90 |
81,015 |
5,4445 |
3,2555 |
СПИ
ВАХ |
|||
Im, mA |
Ри, мВт при t=20ºC |
Ри, мВт при t=50ºC |
Ри, мВт при t=70ºC |
12 |
0,484 |
0,0134 |
0,0064 |
13 |
0,864 |
0,0174 |
0,0084 |
14 |
1,535 |
0,0235 |
0,0122 |
15 |
2,712 |
0,0312 |
0,0135 |
16 |
4,769 |
0,0399 |
0,0159 |
17 |
8,355 |
0,0555 |
0,0195 |
18 |
14,585 |
0,06585 |
0,02385 |
19 |
25,383 |
0,08483 |
0,02883 |
20 |
44,052 |
0,1092 |
0,03492 |
21 |
76,262 |
0,1462 |
0,04262 |
Вывод: Ознакомлены с принципом действия светоизлучающего диода, суперлюминисцентного диода и лазерного диода. Практическим путем были изучены ватт-амперные характеристики. В ходе исследований установлено то,что в диодах СЛД мощность излучения выше чем в других типах диодов (СИД, ЛД), и с увеличением температуры диода, мощность излучения заметно падает.
Ответы на вопросы:
СИД – спонтанное излучение, рекомбинация электронно – дырочных пар.
ЛД – выпущенная рекомбинация ЭДП.
СЛД – и то и то излучение (первично – спонтанное, которое усиливается в активной области вследствие вынужденной рекомбинации ЭДП)
Преимущества СИД:
-длительный срок службы
-не требует обслуживания
-низкое электропотребление
-широкий температурный диапазон эксплуатации
-высокая светоотдача
-высокий уровень безопасности
-универсальность
-низкие затраты
Недостатки
-высокая дисперсия светоизлучающего элемента
-низкая устойчивость к радиоактивному излучению
Преимущества ЛД:
-имеет высокую выходную мощность при низком потреблении I
-малое энергопотребление
-малые размеры
-высокая прочность
3. Почему в качестве параметров эл.режима СИД и ЛД выбран ток, а не напряжение?
Напряжение постоянно (устанавливается), а ток – изменяется
Входной мощностью ЛД, размером резонатора, потерями в активном слое и поляризующей частотой.
Гетеропереход - контакт двух разных полупроводников. Используется для создания потенциальных ям для электронов и дырок в многослойных ПП структурах.
Гомопереход – контакт двух областей с разными типами проводимости в одном и том же ПП.
Внешняя КЭ – это отношение числа фотонов, излучаемых светодиодом к числу носителей заряда протекающих через его электрический переход.
Внутренняя КЭ – это количество фотонов попадающих на активную область порождает электрон.
-дешевизна
-распространенность
-проводимость
8. В какой области ВАХ ЛД преобладает стимулированное излучение?
В той, где ток накачки выше значения тока порогового.
9. Каким образом возникающее внутри СИД или ЛД излучение выводится наружу?
Излучается только часть активной области, которая много меньше критического Qc. Некоторые лучи все равно испытывают отражение.
Лабораторная работа №2.
Тема: «Исследование пространственных характеристик источников света».
Цель: Исследование пространственных характеристик излучения источников света, используемых в волоконно-оптических системах связи, сравнительный анализ диаграмм направленности их излучения, излучения факторов, определяющих эффективность соединений «источник-волоконный светодиод».
Схема лабораторной установки:
Ход работы:
Ө=2arctg ∆2-∆1/2l=2arctg 9-4/1500=0,38º при l=750мм
Удаление на 9мм
Ө=2arctg ∆2-∆1/2l=2arctg 19-15/18=25,06º при l=9мм
Изменение поляризации
Удаление на 9мм
Ө=2arctg ∆2-∆1/2l=2arctg 32-27/18=31,05º при l=9мм
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.