Полупроводниковые лазеры и светодиоды

Снижения тепловыделения в активной среде можно достичь, если применить источники света с повышенной селективностью, линии или полосы излучения которых совпадают с длинноволновой полосой поглощения иона активатора. В качестве таких источников для лазеров на неодимовых средах могут быть использованы разрядные лампы с парами щелочных металлов [34]. Правда, в этом случае появляются свои сложности для обеспечения рабочего режима необходимо поддерживать достаточно высокую (500—600°С) температуру колбы лампы. В маломощных лазерах может быть применена накачка полупроводниковыми лазерами и светодиодами [12]. [c.119]

Полупроводниковые лазеры и светодиоды [c.250]

Таблица 24.2 Материалы полупроводниковых лазеров и светодиодов

Накачка импульсных лазеров осуществляется излучением газоразрядных лам п, хотя достигнуты определенные успехи в использовании факела горения, лазерных полупроводниковых диодов и светодиодов. Импульсный режим генерации лазеров на гранате характеризуется значительно большими коэффициентами усиления (/Со О,5—0,8 см" ) по сравнению с режимом непрерывной накачки (/С 0,05—0,1 см" ), и поэтому при использова- [c.109]

Если источник света лазер, то он излучает когерентный свет , и Если важна низкая стоимость и если не требуется когерентность света, тогда следует использовать светодиод вместо полупроводниковых лазеров . [c.280]

На практике без особых трудностей можно реализовать модуляцию светодиодов частотами до 100 МГц, а полупроводниковых лазеров — вплоть до 1 ГГц. Имеющиеся в настоящее время полупроводниковые р4-п и лавинные фотодиоды способны детектировать оптические сигналы с частотой модуляции свыше 1 ГГц. Однако использование самых высоких указанных частот требует разработки совершенно нового весьма сложного усилителя для приемника. [c.29]

В фазовых С. в качестве источников света применяются накальные или газосветные лампы, светодиоды и почти все виды лазеров. С. со светодиодами обеспечивают дальность действия до 2—5 км, с газовыми лазерами при работе с оптич. отражателями на объекте — до 100 км, а при диффузном отражении от объектов — до 0,8 км аналогично, С. с полупроводниковыми лазерами обеспечивает дальность действия 15 и 0,3 км. В фазовых С. излучение модулируется интерференционными, акустооптич. и электрооптич. модуляторами (см. Модуляция света). В СВЧ фазовых С. преим. применяются электрооптич. модуляторы на резонаторных и волноводных СВЧ структурах. [c.669]

Светодиоды не содержат оптического резонатора и генерируют некогерентное излучение. Они не имеют порогового тока возбуждения и поэтому позволяют использовать более широкий круг полупроводниковых материалов, чем лазеры. [c.250]

Приведенная структурная схема одинаково пригодна как для аналоговых, так и цифровых систем связи, использующих направленную или открытую передачу оптического излучения. Применение оптических волокон для передачи оптических сигналов позволяет реализовать очень ограниченное число комбинаций разумно сочетаемых источников излучения и фотоприемников различных типов. В качестве излучателей можно назвать полупроводниковые источники излучения, а в качестве фотоприемников — полупроводниковые фотодиоды. Большим достоинством полупроводниковых светодиодов и лазеров как источников излучения является простота осуществления прямой модуляции излучаемой мощности. [c.28]

Э.-д. п.— основа разного рода полупроводниковых приборов (транзисторов, тиристоров и т. д.). Инжекция и последующая рекомбинация неосновных носителей в Э.-д. п. используются в светодиодах и инжекционных лазерах. [c.883]

Поразительные возможности современной полупроводниковой электроники и особенно микроэлектроники реализуются только по мере разработки и освоения выпуска полупроводниковых материалов с разнообразными физическими свойствами. Эти материалы позволили создать на их основе миниатюрные усилители и генераторы электрических сигналов, работающие в широком диапазоне частот интегральные микросхемы для современных компьютеров преобразователи одного вида энергии в другой полупроводниковые светодиоды, лазеры и фотоприемники, работающие в ИК- и видимом диапазонах (полупроводниковые лазеры и фотоприемники — составляющие элементной базы волоконно-оптических линий связи) детекторы излучений и частиц магнитные, пьезо-, сегне-тоэлектрические и многие другие устройства. В то же время открытие новых явлений и потребность создания более совершенных приборов для научных исследований стимулируют поиск, разработку и освоение производства новых материалов с требуемыми свойствами. Между физикой и технологией полупроводников существует тесная взаимосвязь, и часто оказывается, что получение новых физических результатов становится невозможным без постоянного прогресса в технологии. [c.3]

Структура ВОЛС состоит из оконечных устройств и линейного тракта. Оконечные устройства — это оптикоэлектронные передатчик и приемник информации (рис. 21.8). Передатчик включает генератор несущей световой волны — полупроводниковый лазер ПЛ или светодиод, создающие несущую световую волну и согласующее устройство (СУ). Импульсно-кодированная информация поступает на вход передатчика модулирует несущую и через согласующее устройство поступает в линейный тракт. [c.221]

Как будет изложено в последующих главах, используемые в ВОЛС полупроводниковые источники света имеют неизменно широкую полосу излучения, составляющую около 30 им у светодиодов (СД) и около 3 нм у полупроводниковых лазеров, о означает, что по сравнению с современной сложной системой радиосвязи оптические системы связи первого поколения оказываются сравнительно простыми и, по существу, состоят только из включаемого и выключаемого источника широкополосного шума . Некоторые самые раннне системы телеграфной радиосвязи использовали этот же принцип до появления перестраиваемых избирательных систем, позволивших использовать узкополосные несущие колебания. Теоретически исключительно широкая полоса пропускания оптических систем связи оказалась нереализуемой на практике, одиако в результате проведен- [c.12]

Типичный уровень мощности, который может быть введен в ступенчатое волокно с помощью светодиода, составляет 50 мкВт (—13 дБм). При использовании полупроводникового лазера он может быть увеличен до 1 мВт (О дБм). Минимальная мощность на входе приемника, обеспечивающая достаточно низкий коэффициент ошибок, обычно равна 0,1 нВт/(Мбит/с). В качестве примера рассмотрим систему связи с яиформационной пропускной способностью 10 Мбит/с. В этом случае требуемый уровень мощности на входе приемника должен быть порядка 1 иВт (— 60 дБм). Мы должны предусмотреть дополнительную мощность на потери в волокне и на системный запас по мощности. Последний, равный 10 дБ, вполне достаточен. При этом получается следующее распределение мощности источника излучения [c.30]

В 2.1 было показано, что ступенчатое волокно увеличивает общую длительность импульса в соответствии с ДГ/Z = 34 нс/км, что обусловлено межмодовой временной дисперсией. Это может быть эквивалентно приблизительно 15 нс/км на уровне половинной мощности, В градиентных волокнах эта цифра может быть уменьшена до 0,5 нс/км. В 2.2.3 были приведены значения материальной дисперсии в волокнах из кварца, которую можно ожидать при использовании светодиодов и полупроводниковых лазеров, работающих на различных длинах волн. В табл. 2.1 показано, как можно объединить полученные результаты. Воспользовавшись выражением (2.3.2), можно написать [c.64]

На основе рис. 4.12 были сделаны оценки вероятных верхних границ рабочих частот сигналов (информационной пропускной способности канала связи), которые могут быть достигнуты при использовании оптических волокон разных типов несколько мегагерц — для полимерных волокон десятки мегагерц — для дешевых стеклянных волокон и жгутов из них сотни мегагерц — для многомодовых кварцевых волокон, возбуждаемых излучением светодиодов и, наконец, гигагерцы или около этого — для градиентных и одномодовых волокон при возбуждении их излучением полупроводниковых лазеров. [c.116]

Можно назвать пять основных свойств гетеропереходов, наиболее 1юлезт1ых при создании высокоэффективных светодиодов и полупроводниковых лазеров. [c.244]

Используемые в оптических линиях связи полупроводниковые лазеры на основе двойной гетероструктуры по устройству подобны светодиодам с торцевым излучением, описанным в 9.3. Как и в других лазерах, генерация излучения в них почти полностью обусловлена индуцированными переходами. Характерные особенности лазерного излучения по сравнению с излучением светодиодов узкополосность, направленность, возможность модуляции в широкой полосе частот. [c.265]

Волоконно-оптические системы связи первого поколения — этс такие системы, в которых используются многомодовое градиентное волокно, полупроводниковый лазер на GaAs илн светодиод в качестве источника излучения и кремниевый лавинный фотодиод в качестве фотодетектора. Во многих странах были созданы подобные экспериментальные системы связи, используемые в качестве неотъемлемых участков действующей теле( юииой сети. Другими словами, волоконные кабели. были проложены по обычиым телефонным трассам, соединялись [c.438]

Как и устройства-аналоги, разработанная система (см. рисунок) содержит приемно-задающий блок и блок отражателя. В качестве базовой линии также используется ось энергетической симметрии остронаправленного пучка лучей. Однако этот пучок формируется с помощью инфракрасного светодиода АЛ-123, подсвечивающего квадратную диафрагму, проецируемую объективом на удвоенную максимальную дистанцию работы системы. При этом выходной зрачок объектива также выполнен в виде квадратного отверстия, стороны которого параллельны сторонам излучающей диафрагмы. Рассчитанные оптические параметры данной проекционной системы обеспечивают размер изображения излучающей диафрагмы, равный размеру выходного зрачка объектива. Таким образом, удается сформировать равнояркую световую трубку, обладающую квадратным сечением на всем диапазоне рабочих дистанций. Причем, стабильность пространственного положения оси энергетической симметрии такого пучка лучей определяется лишь стабильностью геометрического положения излучающей диафрагмы и объектива, что конструктивно легко обеспечивается. В случае необходимой замены светодиода (срок службы которого существенно больше срока службы полупроводникового лазера) юстировка системы не нарушается. Необходимое относительное отверстие объектива составляет 1 20, что позволяет выполнить его в виде одиночной линзы, т.е. предельно простым. В качестве по- [c.51]

Описаны природа и закономерности образования дефектов в эпитаксиальных слоях полупроводников. Обобщены и проанализированы данные о влиянии структурных несовершенств (различие периодов решетки, наличие градиента состава и наследование дефектов из подложки и др.) на морфологические особенности композиций на основе многокомпонентных твердых растворов соединений Рассмотрены. основные механизмы и источники образования дислокаций при эпитаксии. Впервые рассмотрены вопросы стехиометрии при жидко- и газофазной эпитаксии. Особое внимание уделено влиянию электрически активных дефектов на характеристики ин-жекционных лазеров, светодиодов и других полупроводниковых приборов. [c.54]

Следует обратить внимание на относительную доступность источников накачки для лазеров на гранате. Ими могут быть вольфрамойодные или мощные ксеноновые дуговые лампы. Во многих промышленных образцах лазеров используются лампы накаливания с вольфрамовой нитью. Эти лазеры имеют относительно низкую стоимость. Иногда [87] для накачки лазеров на гранате применяют некогерентное излучение полупроводниковых люминесцентных светодиодов, например, на Ga As vPi-x(a 0,87). Видимое и инфракрасное излучение весьма эффективно возбуждает лазерный уровень в кристалле граната. [c.169]

В 16.2 показано, что при хороши.х атмосферных-условиях полупроводниковые светодиоды и лазеры пригодны для использования в наземных оптических линиях связи протяжепностью 1..,Ю км. Достой нет в а.ми этих источников излучения является компак ность. легкость, прочность и простота осуществления модуляции. Лля оптических систем связи больп1ей дальности требуются более мощные лазерные источники излучения. Обычно они бывают громоздкими, хрупкими и малоэффективными и требуют сложных и мощных источников питания для их возбуждения и модуляции. Наиболее подходящими для оптической связи считаются два из самых совершепных типов лазеров. Это лазер ма стекле с неодимом. работающий на длине волпы 1,06 мкм или на второй гармонике — 0.53 мкм, и лазер на углекислом газе, работающий на длине волны 10,6 мкм. Время от времени предлагаются и другие лазерные источники, например более коротковолновые лазеры для систем связи между спутниками и подводными лодками. но здесь рассматриваются только два вышеуказанных. Ясно, что их использование приведет к созданию двух различных лазерных систем связи. [c.405]

Смотреть страницы где упоминается термин Полупроводниковые лазеры и светодиоды : [c.28] [c.305] [c.47] [c.215] [c.212] [c.319] [c.320] [c.73] [c.123] [c.48] [c.190] [c.102] [c.112] [c.443] [c.18] [c.606] [c.68] [c.111] [c.246]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...