Какие требования предъявляются к источнику оптического излучения?

Ответ: 1. Высокая эффективность преобразования энергии возбуждения в энергию излучения.

2. Узкая спектральная полоса излучения.

3. Направленность излучения.

4. Быстродействие при модуляции, т.е. быстрое возникновение и гашение излучения.

5. Совместимость с приёмниками излучения и физическими средами передачи.

6. Когерентность излучения.

7. Миниатюрность и жёсткость исполнения.

8. Высокая технологичность и низкая стоимость.

9. Длительный срок службы (не менее часов).

10. Высокая устойчивость к перегрузкам (механическим, тепловым, радиационным).

Чем отличаются конструкции и характеристики торцевого

(суперлюминесцентного) и поверхностного светодиодов для оптической

Связи?

Ответ: Светодиод (СИД) представляет собой полупроводниковый прибор с p-n

переходом, протекание электрического тока через который вызывает

интенсивное спонтанное излучение. Известно много конструкций СИД,

однако наибольшее применение получили поверхностные и торцевые СИД.

Конструкции светодиодов для оптической связи

В технике оптической связи наибольшее применение получили две

конструкции СИД: поверхностный (рис. 4.1) и торцевой (рис. 4.2).

Рисунок 4.1 Конструкция поверхностного светодиода

В поверхностном светодиоде волоконный световод присоединяется к

поверхности излучения через специальную выемку в полупроводниковой

подложке. Такой способ стыковки СИД и стекловолокна обусловлен

необходимостью ввода максимальной мощности спонтанного излучения в

световод.

Рисунок 4.2 Конструкция торцевого светодиода

В конструкции торцевого светодиода предусмотрен вывод оптической

мощности излучения через один из торцов. При этом другой торец выполнен

в виде зеркала, которое отражает фотоны в активный слой. В приборе

применяются дополнительные слои полупроводникового материала GaAlAs,

который отличается от активного слоя показателем преломления и шириной

запрещенной зоны. Это создает в активном слое оптический волновод,

способствующий концентрации фотонов и усилению бегущей волны в

инверсной насыщенной зарядами среде. Светоизлучающий торец СИД

согласуется с волоконным световодом линзовой системой.

Принцип действия светодиодов

Работа светодиодов основана на случайной рекомбинационной

люминесценции избыточных носителей заряда, инжектируемых в активную

область светодиода. В результате инжекции не основных носителей заряда и

дрейфа основных в активном слое происходит накопление и рекомбинация

этих зарядов с выделением квантов энергии, которые примерно

соответствуют ширине запрещенной зоны активного слоя:

Е Е h f ф g» = (4.2)

При этом фотоны (кванты энергии), случайно образовавшиеся, могут

двигаться в любом случайном направлении, отражаться от границ различных

слоёв полупроводников, поглощаться кристаллами и излучаться с

поверхности (рис.4.1) или из торца (рис.4.2). Величина излучаемой мощности

СИД примерно линейно зависит от величины тока инжекции. Благодаря

некоторым вышеперечисленным особенностям конструкции торцевого СИД

в нем может происходить образование небольшого числа стимулированных,

вынужденных и, естественно, когерентных фотонов. Это способствует

увеличению общей мощности излучаемой энергии с концентрацией в

пространстве. По этой причине торцевые СИД называются

слабокогерентными источниками света или суперлюминесцентными

диодами (СЛД).__

Поиск по сайту: