ОПТОЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ И УСТРОЙСТВА

ИСТОЧНИКИ НЕКОГЕРЕНТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ Источники света Разновидности источников

В прошлом к источникам искусственного света для бытового освещения и промышленного оборудования относили электрические лампы накаливания, люминесцентные лампы, газо­разрядные источники света, наполненные парами, и неоновые лампы.

Излучение этих источников лежит в широком диапазоне длин волн спектра, значитель­ная часть которого выходит за пределы видимой области. Достижения полупроводниковой электроники за последнее десятилетие позволяют включить в этот перечень новые источни­ки света — светоизлучающие диоды (СИД). Отличительной особенностью этих полупрово­дниковых приборов является то, что создаваемое ими излучение лежит в весьма узком спек­тральном диапазоне [30] (рис. 4.1). Используемые в оптоэлектронике единицы измерения длин волн X приведены в табл. 4.1. Наиболее распространен среди них нанометр.

СО o'* її и

Рис. 4.1. Нормализованные спектры некоторых источников излучения:

1, 2— соответственно зеленый, инфракрасный СИД; 3, 4 — лампы накаливания с вольфрамовой нитью, соответственно температуре 2500 К и 3400 К; 5— неоновая лампа

Согласно теории проводимости твердого тела при прохождении тока через р-и-переход в результате рекомбинации дырок или электронов с носителями заряда противоположного зна­ка всегда выделяется световая (фотоны) или тепловая (фононы) энергия. Одним из положений квантовой теории является то, что в твердых кристаллах электроны могут иметь только опре­деленную энергию; запрещенная энергетическая зона представляет собой промежуток между верхом валентной зоны и дном зоны проводимости. Эта зона характеризует полупроводник, а ее ширина, выраженная в электрон-вольтах (эВ), определяет длину волны испускаемого излу­чения. Проведенный изготовителями анализ различных полупроводниковых материалов с точ­ки зрения их пригодности для изготовления СИД по таким параметрам, как длина волны, эф­фективность преобразования энергии и легкость легирования, позволил остановить выбор на арсениде галлия (СаАв), фосфиде галлия (ваР) и соединении фосфид арсенида галлия (СаАвР).