5469091567

Opisy Tematów

Ćwiczenie nr 1-15 (GR3)

Temat: Badanie półprzewodnikowych źródeł światła

Opiekun: dr Irena Gronowska - p. 713 GMechatroniki,

tel. [phone], e-m: [e-mail]

Opis:

Diody elektroluminescencyjne i lasery półprzewodnikowe emitują promieniowanie optyczne powstałe w wyniku zjawiska rekombinacji w materiale półprzewodnikowym zawierającym złącze prostujące umożliwiające wstrzykiwanie nośników. Do budowy diod i laserów wykorzystuje się materiały półprzewodnikowe o prostej przerwie energetycznej. Natężenie emitowanego promieniowania zależy od natężenia płynącego przez złącze prądu. Dioda elektroluminescencyjna emituje promieniowanie o emisji spontanicznej, niespolaryzowane. Długość fali emitowanego promieniowania zależy od struktury pasmowej materiału półprzewodnikowego, natomiast natężenie - od natężenia przepływającego prądu. Diody elektroluminescencyjne konstruuje się w postaci homozłącza - otrzymanego w monokrysztale z jednego rodzaju półprzewodnika oraz w postaci hetero złącza - złącza pomiędzy pomiędzy różnymi półprzewodnikami.

Diody elektroluminescencyjne wykonane w postaci homozłącza emitują fotony nieukierunkowane. Kierunkowość wychodzącej wiązki zależy tylko od warunków geometrycznych i soczewki diody. Znacznie lepszą kierunkowość mają diody heterozłączowe, bo możliwy jest odpowiedni dobór współczynników załamania poszczególnych obszarów struktury.

W złączach wykonanych z materiałów silnie domieszkowanych możliwe jest otrzymanie inwersji obsadzeń, co jest warunkiem emisji wymuszonej. Przy dużych wartościach prądu można uzyskać akcję laserową. Przy odpowiedniej konstrukcji, umożliwiającej podtrzymanie akcji laserowej, dioda może stać się źródłem spójnego, kierunkowego promieniowania - staje się laserem półprzewodnikowym. Wykonane będą badania przedstawione w punktach a, b, c:

a.    Badanie charakterystyk prądowo-napięciowych diod elektroluminescencyjnych.

b.    Badanie widm diod elektroluminescencyjnych w funkcji prądu.

c.    Badanie rozkładów przestrzennych gęstości mocy świetlnej diody elektroluminescencyjnej.

d.    Badanie widma diody laserowej w funkcji prądu. Wykrywanie akcji laserowej.

e.

Literatura

[1]    M. A. Herman, „Heterozłącza półprzewodnikowe” PWN, Warszawa 1987

[2]    B. Mroziewicz, M. Bugajski, W. Nakwaski, „Lasery półprzewodnikowe” PWN,

Warszawa 1985

[3]    Rajmund Bacewicz, „Optyka ciała stałego”, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1995,

[4]    Adam Kujawski, Paweł Szczepański - „Lasery”, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej 1999,

[5]    Zdzisław Kaczmarek - „Światłowodowe czujniki i przetworniki pomiarowe”, Agencja Wydawnicza PAK, Warszawa 2006