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光學技術與應用:半導體發光二極管

作者:東譜科技 瀏覽: 發表時間:2021-04-02 09:00:00 來源:網絡


半導體發光二極管是材料為半導體,結構為pn結組成的,能發光的二極管。 

特點:

發射波長覆蓋可見光——紅外——遠紅外, 結構比較簡單。是至今世界上應用多,產量多的光點產品。產量大,工作穩定,使用簡單。

發光二極管的分類: 

按材料分類:依據芯片的材料,外延層,參雜雜質,可大緻估計出發光二極管的顏色,波長等基本特性。

按發光顏色分類:發光二極管的發光顏色有紅,橙,綠,藍, 雙色,三色等多種,以及近紅外和紅外等不可見的發光管。
按器件封裝:封裝種類很多,有環氧樹脂全包封,金屬底座環氧封裝,陶瓷底座環氧封裝,和玻璃封裝等。
發光面特征:采用不同的表面封裝,會有不同的效果,如半球狀有會聚光的作用。按封裝表面的形狀可分圓形,方形, 半球狀有會聚光的作用。按封裝表面的形狀可分圓形,方形, 矩形,面發光管,側向發光管,微形發光管等多種。
按發光強度:發光強度小於10(mcd )毫坎德拉(cd定義:波長為550nm的單色光源發光時,若其在某一方向上輻射強度為1/681W/sr ( 瓦 /球面度 )則稱此單色光源在該方向上的發光強度為1坎德拉,既1cd)為普通亮度發光管,10 —100mcd為高亮 度發光管,100mcd以上的稱超高亮度發光管。
按應用:有指示燈,照明燈,數碼顯示器,短距離光通信光源等。
發光二極管基本結構 
發光二極管的結構多樣 , 以滿足不同的應用要求。 
從pn結結構看,有 GaP :N之類的普通二極管,結構簡單,也有複雜的如單異質和雙異質結構。 
從發光方向看,有面發射和邊發射二極管。 
從封裝上看,右半球形,扁形以及同光纖耦合的帶尾纖TO型等多種。
發光二極管的基本特征

發光二極管為半導體光電子器件,其基本特征包括電學特性, 光學特性和光電轉換特性。

1.發光強度 :指發光二極管在正向工作電流驅動下發出的光強。普通發光二極管的發光強度較小,常用單位為毫坎德拉。 
2.發光光譜特性:半導體中參與電子半導體中參與電子—空穴複合的能帶有一定寬度,而不是能級之間的載流子複合發光,這造成發光管的發射光譜較寬,通常光譜半寬度為50 ~150nm。

3.溫度特性:半導體對溫度非常敏感,無論發光波長還是發光半導體對溫度變化而變化,溫升引起紅移,同時溫升是載流子分布變寬,發光光譜變寬。

4.發光效率η和出光效率ηout。

發光效率指半導體的體內複合產生的光子數同注入的電子—空穴對數之比,采用直接帶隙半導體可獲得較高的發光效率。通過減少內部吸收,增大表面透過率等方法,可以提高出光效率。


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