光電子技術第1章光源-資料下載頁

　　

【正文】 、激光醫療相當有吸引力。 實現千瓦級以上大功率激光器的關鍵技術： Yb3+ Yb3+具有很寬的吸收帶（ 800～ 1064nm）與熒光帶（ 970～ 1200nm），可選的泵浦源很多。 泵浦 — 發射的轉換效率高。 可高濃度摻雜獲得高增益。 Yb3+能級為簡單的二能級，亞穩態壽命長，小功率泵浦就可在極窄的纖芯內形成高密度的粒子數反轉，從而可輸出穩定的強激光。 光纖側面生出許多杈纖，每分杈耦合一個寬面多模大功率 LD（＞ 100W）。 高功率摻鐿光纖激光器輸出可達數萬瓦 ,比大功率的氣體、固體激光器優勢顯著。 發光二極管（ LED） Light emitting diodes 發光原理 對 PN結正向注入電流 ， P區空穴向有源區擴散， N區電子向有源區擴散 ， 結果電子與空穴在有源區復合 ， 以一定頻率的光能釋放出來 。 發光二極管的結構是半導體 PN結 。 結與結之間是產生熒光的復合區 ， 叫有源區 。 LED與 LD的根本區別在于： LED發光是基于自發輻射，發出的是熒光，是非相干光； LD是靠兩端解理面為諧振腔起反射作用來提供光的反饋，是基于受激輻射，發射的是相干光 —— 激光。 LED是一種極有競爭力的新型節能光源，它的優點有： ?效率高 ?光色純 ?能耗小 ?壽命長 ?可靠耐用 ?應用靈活 ?綠色環保 結構是半導體 PN結，無諧振腔。對其正向注入電流，電子與空穴復合發光，是非相干光。 1962年第一只紅色 LED問世，接著是黃色、綠色、橙色 LED，早期的LED亮度不高。 1993年日本利亞公司的中村秀二研制成功蘭光 LED，是 LED發展史上重要的里程碑。 之后，人們發展了超高亮度的紅、綠、藍 LED。 高發光效率的白光 LED，節能環保的照明工程。 LED的發展歷程 普通亮度 LED 一、材料與構型 ? GaP、 GaAsP、 GaN,峰值波長是可見光，用于光顯示。 ? GaAs，峰值波長 867nm，用于光電檢測。 ? InGaAsP，峰值波長 、 ,用于短距離光纖通信。 LED采用雙異質結、量子阱結構 分為： 面發光型 － 發光功率較大 邊發光型－易與光纖耦合 面發光型 LED的光輸出 面發光型 LED用于光顯示 邊發光型 LED用于短距離光纖通信 二、主要工作特性 gEh ?? 峰?? c?譜線寬度 Δλ 在幾十～上百 μm 。 峰?為發光光譜的峰值波長 。 ? PI 特性 I: 10～數十 mA P: 幾百 μW ～ mW PI特性曲線的線性區很寬。 ? 光譜特性 ? 調制特性 可以直接調制 邊發光型在幾百 MHZ面發光型在幾十 MHZ 調制帶寬 : LED體積小，壽命長（可超過 10萬小時），耗電少，能與集成電路共電源，使用方便，應用廣泛。 超高亮度 LED 法向強度在 1000mcd以上的紅、綠、藍 LED ,光效達 50～ 100 lm/W。 一、實現超高亮度的關鍵技術 2．有源區采用量子阱結構。 3．分布布拉格反射 （ DBR）結構，克服襯底吸收。 4．出光窗口的紋理結構，增加光輸出。 1．發展新的四元合金材料 AlGaInP、 AlGaInN是直接帶隙，帶隙寬度覆蓋了整個可見光波段，發光效率高。 二、超高亮度彩色 LED的應用 用于城市廣場、體 育場館、調度中心、 交通信息、演出、 展覽等大型顯示。 充分發揮 LED色光鮮艷、節能、壽命長、免維護的優點。 大屏幕由 2R1G1B構成的像素塊組成 美輪美奐廣州塔 LED結構輕巧、可控性好、色彩豐富，適應各種裝飾照明和任意藝術造型的燈光雕塑。 夢幻廣場 亞運之夜 用作手機的按鍵顯示、面板背光源、 照相閃光燈。 電視機、監視器大量用 LCD（液晶）顯示屏，背光源用 LED，顯色質量好，壽命長，對環境無污染。 白光 LED 現代社會，照明光源用量巨大，耗能極大，對環境的污染嚴重。 1999年 10月，美國 HP公司 R Haize 等人提出，半導體已在電子學方面完成了一場革命，第二場將在照明領域發生。 實現半導體照明光源就是要開發白光 LED。 一．產業化的白光 LED技術 選用發射波長為 460nm的InGaN藍光 LED芯片，安裝在支撐 LED的杯中，涂以含有YAGCe熒光粉的環氧樹脂或硅橡膠。 LED芯片發出藍光，藍光激發熒光粉產生較寬譜帶黃光，藍光與黃光混合而成為白光。 LED 采用 RGB三種基色 LED組成白光照明光源。 RGB三種色光比例要求嚴格，各色 LED發光隨時間會有不同的改變，需要有好的反饋機制和調光技術 。 LED/三基色熒光粉 用紫外光 GaN 或 InGaN LED芯片激發紅、綠、藍三基色熒光粉，產生紅、綠、藍色光混合而成白光。 已研發了多種技術，使白光 LED的顯色指數 Ra可以大于 90，甚至 95。 LED 照明，必須是大功率器件。 太陽的顯色指數為 100 二、照明工程 ⑴ 室內照明 取代白熾燈、日光燈， LED還可兼任 室內無線通信。 ⑵ 道路照明 亮度高，顯色性好。 白光 LED可以用在一切需要照明的場合 車用 LED燈比傳統車用燈節電、小型、可平面安裝、快速響應、耐震動、長壽命。 ⑷ 礦燈 大功率 LED礦燈工作溫度不到 60℃ ，不會引起井下任何可燃氣體爆炸，是非常安全的。 ⑶ 汽車用燈 實現白光 LED照明可以減少全球用于照明的電量的 50%，減少全球總耗電的 10%。 全年合計節支 2500億美元，還可減少二氧化碳、二氧化硫等污染廢氣 。 白光 LED: 將帶來 21世紀宏偉的照明革命！ 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH