Emitery - wykład

2. Emitery
W telekomunikacji światłowodowej wykorzystuje się dwa rodzaje źródeł
promieniowania świetlnego: diody elektroluminescencyjne i lasery. Diody
wytwarzają światło niespójne, natomiast lasery spójne (zgrane w fazie i
energii).
DEL - dioda elektroluminescencyjna (LED) - dioda półprzewodnikowa
emitująca strumień fotonów w wyniku zamiany energii elektrycznej na
promienistą. Jest to przyrząd pracujący z wykorzystaniem złącza p-n.
Laser - Light Amplification by Stimulated Emmision or Radiaton wzmacnianie światła przez wymuszoną emisję promieniowania. Jest to
kwantowy generator optyczny prawie spójnego promieniowania
elektromagnetycznego z zakresu widma od dalekiej podczerwieni do
ultrafioletu, w którym generację uzyskano wykorzystując zjawisko
wymuszonej emisji promieniowania w ośrodku po odwróceniu czyli po
inwersji obsadzeń. W tej definicji nie ma nic na temat ośrodka. Ogólnie
rzecz biorąc, laser składa się z ośrodka czynnego, rezonatora optycznego i
układu pompującego. Promieniowanie rozchodzące się wzdłuż osi
optycznej rezonatora ulega wzmocnieniu w procesie emisji wymuszonej
na skutek odbić od zwierciadeł rezonatora. Gdy wzmocnienie jest większe
od strat występujących w rezonatorze otrzymujemy generację
promieniowania.
Rezonator Fabry-Perot - wnęka optyczna działająca na zasadzie
interferometru F-P. Składa się ona z dwu zwierciadeł, z których jedno jest
całkowicie odbijające, a drugie półprzepuszczalne dla promieniowania
emitowanego przez laser. Zwierciadła te tworzą wnękę optyczną, która
może pracować tylko dla tych długości fali promieniowania, dla których
powstaje między zwierciadłami fala stojąca. Promieniowanie odbite od
zwierciadeł zapewnia dodatnie sprzężenie zwrotne konieczne do
podtrzymania oscylacji, a promieniowanie przechodzące przez
półprzepuszczalne zwierciadło jest emitowane na zewnątrz w postaci
wiązki.
Z punktu widzenia optoelektroniki najciekawsze są lasery
półprzewodnikowe, czyli lasery złączowe - lasery, w których ośrodkiem
czynnym (aktywnym) jest półprzewodnik. Odwrócenie obsadzeń
poziomów energetycznych w materiale półprzewodnikowym osiąga się
39
wstrzykując mniejszościowe nośniki ładunku za pomocą złącza p-n (lub
heterozłącza) spolaryzowanego w kierunku przewodzenia.
4.1 Diody elektroluminescencyjne
Materiałem konstrukcyjnym na diody LED są związki grupy AIIIBV z
prostą przerwą energetyczną. Stosuje się zarówno dwu, trzy jak i
czteroskładnikowe półprzewodniki. Istotą konstrukcji i technologii jest
dobranie składu, który zapewni odpowiednią długość emitowanej fali oraz
dopasowanie sieciowe do podłoża.
Najprostsza dioda to po prostu złącze p-n spolaryzowane w kierunku
przewodzenia. Zwiększona koncentracja nośników mniejszościowych w
obszarze o przeciwnym typie przewodnictwa prowadzi do rekombinacji
par elektron-dziura. Energia wyzwolona w tej rekombinacji jest w
przybliżeniu równa wartości przerwy energetycznej Eg. Jeśli energia ta
będzie w postaci fotonu, to długość emitowanej fali określona jest
strukturą ... zobacz całą notatkę