137. Przedstaw zasady konstrukcji i działania, charakterystykę widmową diody LED emitującej światło białe.

Wyróżniamy 3 typy konstrukcji diod:

Pierwszy polega na zmontowaniu 3 diod w jeden układ tworząc diodę RGB. Światło białe uzyskuje się na skutek addytywnego sumowania barw. Każda z diod wymaga osobnego obwodu zasilającego ustalającego odpowiedni punkt pracy. Dodatkowo trzeba uwzględnić różnice w natężeniu oświetlenia poszczególnych barw. Odmienne są też charakterystyki termiczne i starzeniowe dla każdego rodzaju diod, co wymaga uwagi podczas projektowania i wykonywania kompensującego te zmiany systemu sterującego. W metodzie mieszania barw wykorzystuje się również matryce dyskretnych diod: czerwonych, zielonych i niebieskich. Wówczas należy wykorzystywać rozpraszające układy optyczne, które wspomogą efekt mieszania barw.

Druga metoda otrzymywania światła białego polega na zastosowaniu luminoforu, którym pokrywa się diodę LED promieniującą w paśmie nadfioletu (UV LED).  Luminofor pokrywający chip diody składa się z trzech warstw, z których każda realizuje konwersję światła UV na jedną z trzech barw podstawowych. Dalej następuje wymieszanie się barw i w efekcie otrzymujemy kolor biały. Rozwiązanie to nie daje możliwości kontrolowania barwy światła białego i współczynnika oddania barw, które to parametry ustalane są w trakcie produkcji białej diody.

W trzeciej metodzie połączono zalety obu powyższych rozwiązań. Zastosowano wzbudzenie żółtego luminoforu za pomocą światła diody niebieskiej 470nm (lub granatowej 460nm). Światło niebieskie jest częściowo przepuszczane, a częściowo pochłaniane poprzez luminofor, który konwertuje je w światło o barwie żółtej (kolor powstający w wyniku sumowania addytywnego barwy czerwonej i zielonej). Następnie dokonuje się mieszanie barw niebieskiej i żółtej, co w efekcie daje barwę białą.

Charakterystyka widmowa dla 3 metody

Charakterystyka widmowa dla metody 1

Długość emitowanej fali odpowiada maximum na wykresie charakterystyki widmowej.

138. Omów zasadę działania i budowę lasera półprzewodnikowego oraz określ warunki uzyskania akcji laserowej w laserze pp. W jaki sposób uzyskuje się inwersję obsadzeń?

Zasada działania- wymuszona emisja promieniowania elektromagnetycznego zachodząca w układach atomów, jonów lub cząsteczek doprowadzonych przez pompowanie do stanu inwersji obsadzeń odpowiednich poziomów energetycznych.

Budowa

• Ośrodek czynny, osnowa z zawartymi w niej jonami lub atomami laserującymi
• Źródło promieniujące
• Rezonator optyczny umożliwiający wytworzenie promieniowana monochromatycznego.

Dla zainicjowania akcji laserowej prąd zasilający musi mieć odpowiednią wartość prądu progowego.

Aby uzyskać inwersję obsadzeń musi być więcej atomów w stanie wzbudzonym niż w stanie podstawowym. Wskutek pobudzania zew. polem elektrycznym elektrony w atomach przechodzą do stanu meta trwałego, tworząc inwersję obsadzeń, która zapewnia lawinową emisję promieniowania tej samej długości fal.

139. Przedstaw zależność mocy promienistej lasera od prądu zasilającego.

Dla małych wartości prądu pompującego (mniejszej niż prąd progowy) obserwuje się typową charakterystykę diody. Dla prądów niewiele większych niż progowy, w widmie lasera widać wiele modów podłużnych. Z kolei dla dużych wartości prądu, laser pracuje na jednym modzie. Prąd ten nie może być za duży, gdyż spowoduje zniszczenie lasera

a) charakterystyka teoretyczna,

b) charakterystyczna rzeczywista