Полупроводниковые приемники оптического излучения. Инжекционная электролюминесценция в полупроводниках. Светоизлучающие диоды

световая характеристика фотодиода, то есть зависимость фототока от освещенности, соответствует прямой пропорциональности фототока от освещенности.  г) спектральная характеристика фотодиода – это зависимость фототока от длины волны падающего света на фотодиод.  е) темновое сопротивление – сопротивление фотодиода в отсутствие

освещения.

2.80)Инжекционная электролюминесценция в полупроводниках. Светоизлучающие диоды.

излучением называют эл.магн волны, длины которых заключены в интервале от едениц нанометров до сотен микрометров. Помимо воспринимаемого человеческим глазом видимого излучения. Различают ультрофиолетовое(УФ) и инфракрасное(ИК). Квантовая оптика рассм оптическое излуч в виде потока элементарных частиц (фотонов), не имеющих эл.заряда и обладающих энергией  hn. Под интенсивностью или яркостью оптич излуч I понимают кол-во световой энергии, падающей на нормально расположенную единичную пло-ку в еденичном телесном угле за 1 сек. Спектральной плотностью излучения энергии r определяется кол-вом световой энергии в ед-ном объеме, приходящимся на единичный частотный интервал.

Оптика базируется на 4х эксперементально установленных законах:отражение, преломление, прямолинейное распространение света, независимость распространения световых лучей. Характеризуя оптич. излуч пользуются понятиями поляризация, монохромотичность, когерентность.

Инжекционная электролюминесценция (эффект Лосева). Свечение возникает под действием зарядов, инжектируемых в полупроводниковые кристаллы. При пропускании тока через полупроводниковый диод в области перехода инжектируются избыточные носители тока (электроны и дырки), рекомендация которых сопровождается оптическим излучением .

Широкое применение основанных на этом эффекте светодиодов обусловленно следующими их особенностями: высокая надежность малое энергопотребление, малая инерционность, высокая яркость свечения в зеленой, красной и инфракрасной областях спектра.

Светоизлучающий диод-светодиод, полупроводниковый прибор, преобразующий электрическую энергию в энергию оптического излучения на основе явления инжекционной электролюминесценции (в полупроводниковом кристалле с электронно-дырочным переходом, полупроводниковым гетеропереходом либо контактом металл - полупроводник). В С. д. при протекании в нём постоянного или переменного тока в область полупроводника, прилегающую к такому переходу (контакту), инжектируются избыточные носители тока - электроны и дырки; их рекомбинация сопровождается оптическим излучением. С. д. испускают некогерентное излучение, но, в отличие от тепловых источников света, - с более узким спектром, вследствие чего излучение в видимой области воспринимается как одноцветное. Цвет излучения зависит от полупроводникового материала и его легирования.

3.81)Оптроны и оптронные микросхемы. Оптроны-приборы в которых имеются излучатели и фотоприемники оптически и конструктивно связанные между собой. Оптроны представляют собой прибор с электрическими входными и выходными сигналами, внутри оптрона связь входа и выхода осуществляется с помощью оптических сигналов. Элементарный оптрон, содержащий один источник и один приёмник излучения, называют также оптопарой. Будучи объединенными в микросхему вместе с одним или несколькими согласующими или усиливающими устройствами, оптопары образуют оптоэлектронную интегральную микросхему.

В оптронах происходит двойное преобразование энергии. Входной электрический сигнал преобразуется источником излучения 1 в поток света Ф₁ который передается затем по оптическому каналу 2 к фотоприёмнику 3. Фотоприёмник осуществляет обратное превращение светового сигнала в электрический I₂,U₂. Среда оптического канала может быть управляемой, что отраженно на рис 2,1 введением в схему устройства управления 4, которое преобразует световой поток Ф₁ в поток Ф₂. Для согласования параметров оптронов с другими элементами электронных схем могут использоваться дополнительные входные и выходные устройства.

Достоинства-возможность бесконтактного управления электронными объектами, невосприимчивость оптического канала к электрооптическим воздействиям,расширение возможностей управления вых сигналами путем воздействия на материал оптического канала. Недостатки-низктй КПД, сильная зависимость от тем-ры воздействия.

4.82)Модуляторы  оптического излучения.

Модуляция-введение ин-ции в световую волну за счет изменения во времени одной из ее хар-тик: амплитуды, фазы, частоты, поляризации. Модуляторы-это уст-ва для изменения по заданному закону во времени 1-го или нескольких параметров оптич излучения. Сущ:внутр и внешн модуляция. Если оптич излучение преоб-ся в процессе генерирования в самом ист-ке модуляция-внутренняя.(световоды, п/п лазеры).Внешняя модуляция -модулируется вышедший из источника пучок излучения