PROJEKT

z przedmiotu

Projektowanie i konstrukcja urządzeń

Temat projektu

Pomiar charakterystyk widmowych oraz statycznych różnych źródeł światła

Prowadzący

Dr inż. J. Dąbrowski

Studenci:

Robert Kondratjew - wykonał sprawozdanie

Tomasz Pawlik

Studia: Niestacjonarne inżynierskie, grupa 2

Kierunek: Elektronika i Telekomunikacja

Specjalność: Systemy i sieci teleinformatyczne

Rok akademicki: 2013/2014

Data: 18-05-2014

Celem pierwszego ćwiczenia było zapoznanie się z charakterystykami widmowymi różnych źródeł światła. Obserwacja różnicy w charakterystykach widmowych tych źródeł.

1. Charakterystyki widmowe badanych źródeł światła.

Rys.1. Charakterystyka białej diody LED.

Rys.2. Charakterystyka czerwonej diody LED.

Rys.3. Charakterystyka kontrolki listwy zasilającej.

Rys.4. Charakterystyka czerwonego laseru diodowego.

Rys.5. Charakterystyka niebieskiej diody LED.

Rys.6. Charakterystyka obszaru bieli LCD telefonu.

Rys.7. Charakterystyka obszaru bieli LCD monitora.

Rys.8. Charakterystyka światła podczerwieni.

Rys.9. Charakterystyka promieniowania słonecznego.

Rys.10. Charakterystyka świetlówki.

Rys.11. Charakterystyka zielonej diody LED.

Rys.12. Charakterystyka żarówki.

Rys.13. Charakterystyka żółtej diody LED.

Rys.14. Charakterystyka diody laserowej i czerwonej.

Rys.15. Charakterystyka diody białej, światła słonecznego, świetlówki i żarówki.

Rys.16. Charakterystyka diody czerwonej, niebieskiej, zielonej, LCD telefonu i monitora.

2. Wyjaśnić:

a) Dlaczego obszary bieli różnią się w LCD komputera i LCD telefonu?

Wynika to z wielkości(obszaru) wyświetlacza i rodzaju technologii w jakiej jest wykonany.

b) Co świeci w listwie zasilającej? Dlaczego tak sądzimy?

W listwie zasilającej świeci dioda. Diody charakteryzują się umiarkowanymi maksymalnymi napięciami wstecznymi i dopuszczalnymi prądami, średnimi częstotliwościami pracy i czasami przełączania. Diody uniwersalne są stosowane między innymi jako przełączniki.

c) Dlaczego diody LED emitują różne barwy? Z czego to wynika? (dana barwa)

Diody są wytwarzane z materiałów półprzewodnikowych takich jak: arsenek galu, fosforek galu, arseno-fosforek galu o odpowiednim domieszkowaniu. Barwa promieniowania emitowanego przez diody elektroluminescencyjne zależy od materiału półprzewodnikowego; są to barwy: niebieska, żółta, zielona, pomarańczowa, czerwona.

d) Wyjaśnić różnicę w widmie żarówki i białej diody LED.

Widmo diody LED prawie całe leży w zakresie widzialnym, a duża część widma żarówki znajduje się na paśmie podczerwieni.

e) Pomierzyć szerokość połówkową widma diod LED i diody laserowej, wyniki zebrać w tabeli.

Żółta dioda LED

Δλ = λ₂ - λ₁

λ₁ = 578 [nm],

λ₂ = 596 [nm],

Δλ = λ₂ - λ₁ = 596 - 578 [nm] = 18 [nm]

Zielona dioda LED

Δλ = λ₂ - λ₁

λ₁ = 567 [nm],

λ₂ = 584 [nm],

Δλ = λ₂ - λ₁ = 585 - 568 [nm] = 17 [nm]

Czerwona dioda LED

Δλ = λ₂ - λ₁

λ₁ = 645 [nm],

λ₂ = 669 [nm],

Δλ = λ₂ - λ₁ = 669 - 645 [nm] = 24 [nm]

Niebieska dioda LED

Δλ = λ₂ - λ₁

λ₁ = 437 [nm],

λ₂ = 474 [nm],

Δλ = λ₂ - λ₁ = 474 - 437 [nm] = 37 [nm]

Dioda laserowa

Δλ = λ₂ - λ₁

λ₁ = 652 [nm],

λ₂ = 654 [nm],

Δλ = λ₂ - λ₁ = 654 - 652 [nm] = 2 [nm]

Źródło światła :	∆λ[nm]
Dioda niebieska	37[nm]
Dioda czerwona	24[nm]
Dioda żółta	18[nm]
Dioda zielona	27[nm]
Dioda laserowa	2[nm]

Tab.1. Zestawienie szerokości połówkowej w zależności od źródła światła

f) Wyjaśnić różnicę szerokości połówkowej widma diody LED i diody laserowej.

Mała szerokość połówkowa widma diody laserowej w porównaniu z innymi diodami LED, wynika z jej budowy. Dioda laserowa zbudowana jest tak aby stworzyć wokół złącza rezonator optyczny, co przy odpowiednio wysokim napięciu i prądzie zasilania prowadzi do emisji wymuszonej i powstania spójnej, monochromatycznej wiązki światła. Dioda elektroluminescencyjna LED jest źródłem światła wykorzystującym zjawisko emisji spontanicznej. Emisja spontaniczna jest emisją nieuporządkowaną i zachodzi w rozbieżnych kierunkach.

Celem drugiego ćwiczenia było wyznaczanie charakterystyk statycznych oraz charakterystyk widmowych diod emitujących promieniowanie o różnej barwie i przy różnych punktach pracy.

2.1 Charakterystyki statyczne badanych diod.

Rys.17. Charakterystyki statyczne i(u) badanych diod.

Rodzaj diody:	Up[V]
Dioda czerwona	1,76
Dioda niebieska	2,54
Dioda zielona	2,64
Dioda biała	2,71

Tab.2. Zestawienie zależności napięcia progowego od rodzaju diody LED.

2.2. Charakterystyki widmowe badanych diod dla rożnych prądów przewodzenia.

Rys.18. Charakterystyka widmowa czerwonej diody LED dla różnych wartości prądu.

Rys.19. Charakterystyka widmowa białej diody LED dla różnych wartości prądu.

Rys.20. Charakterystyka widmowa niebieskiej diody LED dla różnych wartości prądu.

Rys.21. Charakterystyka widmowa zielonej diody LED dla różnych wartości prądu.

Rodzaj diody :	Dominująca długość fali
Dioda biała	557nm i 454nm
Dioda zielona	528nm
Dioda niebieska	467nm
Dioda czerwona	648nm

Tab.3. Zestawienie dominujących długości fali w widmie.

1

---