|
Главная
|
Каталог
|
Библиотека
|
Отзывы
|
Новости
|
Порталы
|
Рекомендовано редакцией
|
|
|
PDF (размер: 1206.1 КБ)
Преобразование в текст выполняется в автоматическом режиме, поэтому результат может сильно отличаться от оригинального документа. Изображения (картинки, формулы, графики) в документе игнорируются.
83 Рис. 5.13. Уровни энергии иона хрома Сr3+ в кристалле рубина Постоянная времени безызлучательных переходов Е3 -> Е'2 и Е3 -> Е2 составляют ~108с, а время жизни уровней Е'2 и Е2 — порядка 10-3 с, следовательно, создается инверсная заселенность уровней Е'2 и Е2 относительно основного уровня Е1 Источником накачки в рубиновом лазере служат импульсные мощные лампы с длительностью импульса около 10-3 с. За это время в каждом кубическом сантиметре кристалла рубина накапливается энергия в несколько джоулей. Рубиновый лазер генерирует излучение с длиной волны = 0,7 мкм. В настоящее время созданы твердотельные лазеры более чем на 300 различных типах кристаллов и стекол. Среди них можно выделить группу оксидных лазерных кристаллов, иттриево-алюминиевый гранат, активи- рованный ионами неодима, ниобатникеля, группу фторидных кристаллов и т. д. Большинство твердотельных лазеров излучают в ближней инфракрасной области λ от 1 до 3 мкм. В полупроводниковых лазерах, в отличие от лазеров другого типа, используются переходы между разрешенными энергетическими зонами, а не дискретными уровнями энергии. В полупроводниковой активной среде может достигаться очень большой показатель оптического усиления, бла- годаря чему размеры активного элемента полупроводникового лазера исключительно малы. Длина резонатора полупроводникового лазера со- ставляет 50 мкм — 1 мм. Помимо компактности, полупроводниковые лазеры отличают малая инертность, высокий КПД (до 50%), возможность спек- 84 тральной перестройки и большой выбор веществ для генерации в широком спектральном диапазоне от 0,3 мкм до 30 мкм. Важнейшим способом на- качки в полупроводниковом лазере является инжекция носителей зарядов через гетеропереход — контакт двух типов полупроводников с различным типом проводимости. При этом электрическая энергия непосредственно преобразуется в когерентное излучение (инжекционный лазер). В полупроводниковых лазерах используется также электронная и оптическая накачки [6]. Инжекционный полупроводниковый лазер представляет собой полу- проводниковый диод, две параллельные грани которого, перпендикулярные плоскости p-n-перехода, служат зеркалами оптического резонатора (рис.5.14). Рис.5.14 Инжекционный лазер на p-n-переходе В настоящее время широкое распространение получили полупроводниковые лазеры на основе гетероструктур. Гетеролазер содержит два гетероперехода, один, типа р-n, инжектирующий электроны (эммитер), и другой, типа р-р, ограничивающий диффузное растекание носителей заряда из активного слоя. Активная область заключается между гетеропереходами. В так называемых полосковых лазерах активная область в форме узкой полоски, шириной 1-20 мкм, протягивается вдоль оси резонатора от одного зеркала к другому. Благодаря малым размерам активной области пороговый ток полосковых гетеролазеров достаточно мал (5-150 mА). Полупроводниковые лазеры на гетеропереходах позволили создать надежные, стабильные, сверхминиатюрные лазеры с большим сроком 85 службы. Это дает возможность использовать их в качестве записывающих и считывающих элементов в современной аудиотехнике и компьютерах. По принципу действия и по конструкции на полупроводниковые лазеры похожи светоизлучающие диоды. Разница между ними состоит в том, что излучение светодиода некогерентно и не обладает другими особенно- стями лазерного излучения, например, узкой направленностью и поляри- зацией. Тем не менее, механизм излучения в светодиоде практически тот же, что в лазере на гетеропереходе - свободные заряды, проходя через n-р контакт полупроводника, вызывают свечение за счет того, что появляется инжекционная электролюминесценция в полупроводниковом кристалле с электронно-дырочном переходом или гетеропереходом, либо в контакте металл-полупроводник. Излучение возникает в результате рекомбинации дырка - электрон. Светодиоды испускают излучение с узким спектром, длина волны которого зависит от полупроводникового материала и от способа его легирования. Яркость излучения большинства светодиодов находится на уровне 103—105 кд/м2. КПД видимого излучения светодиода составляет от 0,01% до нескольких процентов. Иногда для улучшения светотехнических характеристик светодиодов для кристаллов выбирают полусферическую форму и снабжают излучатель параболическим или коническим отражателем. Такие светодиоды имеют КПД до 40%. Промышленность выпускает дискретные и интегральные (многоэле- ментные) светодиоды. Дискретные светодиоды используют в качестве сиг- нальных индикаторов. Интегральные светодиоды - цифро-знаковые или многоцветные панели - применяют в различных системах отображения информации. Светодиоды широко применяются в оптической локации (ИК- светодиоды), в оптической связи, в светодальномерах и т. п. В ряде областей применения светодиоды конкурируют с полупроводниковыми лазерами, которые генерируют когерентное излучение. 86 ЛИТЕРАТУРА 1. ГОСТ 7601-78. Фотометрия. 2. Гуревич М.М. Фотометрия 2е изд., Л. : Энергоатомиздат, 1983, 272с. 3. Гутуров М.М. Основы светотехники и источники света. М.: Энергоатомиздат, 1983, 384с. 4. Мешков В.В. Основы светотехники. М.: «Энергия», 1979, 360с. 5. Козлов М.Г., Томский К.А. Светотехнические измерения. – СПб.: изд. «Петербургский ин-т печати», 2004, 320с. 6. Ишанин Г.Г., Козлов М.Г., Томский К.А. Основы светотехники. – СПб.: Береста, 2004. – 292с. 87 О.В. Майорова, Е.Е.Майоров, Б.А. Туркбоев СВЕТОТЕХНИКА Учебное пособие В авторской редакции Компьютерная верстка и дизайн Е.Е. Майоров Редакционно-издательский отдел Санкт-Петербургского Государственного Университета Информационных Технологий, Механики и Оптики Зав. редакционно-издательским отделом Н.Ф. Гусарова Лицензия ИД № 00408 от 05.11.99 Подписано к печати. 10-05.2005 Отпечатано на ризографе. Тираж 100 экз. Заказ № 844 88 Редакционно-издательский отдел Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики 197101, Санкт-Петербург, Кронверкский пр., 49
| Поставщики ресурсов | Авторам | Контакты | Обратная связь | Вопросы и ответы |
Предыдущая
