发光二极管LED07835

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,发光二极管,LED,主要内容,一、发光二极管的工作原理,二、发光二极管的基本结构,三、发光二极管的工作特性,发光二极管的工作原理,LED,发射的是自发辐射光（非相干光）。大多采用双异质结结构，把有源层夹在,P,型和,N,型限制层间，但没有光学谐振腔，故无阈值。,LED,分为正面发光型和侧面发光型，侧面发光型,LED,的驱动电流较大，输出光功率小，但光束发射角小，与光纤的耦合效率高，故入纤光功率比正面发光型,LED,高。,发光二极管的基本结构,球,透镜,环氧树脂,P,层,有源层,N,层,发光区,(,a),正面发光型,微,透镜,P,型限制层,有源层,波导层,N,型限制层,(,b),侧面发光型,发光二极管的工作特性,光谱特性,光束空间分布,输出光功率特性,频率特性,LED,的光谱特性,发光二极管发射的是自发辐射光，没有光学谐振腔对波长的选择，谱线宽，短波长,LED,谱线宽度为3050,nm。,长波长,LED,的谱线宽度为6120,nm。,1300 波长/,nm,相对光强,=70nm,LED,的光束空间分布,正面发光型的半功率点辐射角为120,o,，,侧面发光型的平行发射角为120,o,，,垂直发射角为25,o,35,o,。LED,与光纤的耦合效率一般低于10%。,LED,的输出光功率特性,正面发光,侧面发光,电流,I/,mA,发射光功率,P/mw,0 100 200 300 400 500,LED,的一般外量子效率小于10%，驱动电流较小时，,P-I,特性呈线性，,I,过大时，由于,PN,结发热产生饱和现象，使,P-I,特性曲线斜率减小。通常,LED,的工作电流为50100,mA,，,输出光功率为几,mW,，,由于发光光束辐射角大，入纤光功率只有几百,W。,LED,的频率响应为：,式中， 为调制频率， 是对应于调制频率的输出光功率， 为少数载流子（电子）的寿命，定义 为发光二极管的截止频率，当,时，,最高调制频率应低于截止频率。,LED,的频率特性,LED,的频率响应曲线,e = 1.1s,e = 2.1s,e = 6.4s,调制频率,f/MHz,频率响应,10 100 1000,10,0.1,P(f),LD,和,LED,的一般性能比较,LD,LED,工作波长,/m,1.3 1.55,1.3 1.55,谱线宽度,/nm,12 13,50100 60120,阈值电流,I,th,/mA,2030 3060,工作电流,I/,mA,50150 100150,输出功率,P/,mW,510 510,15 13,入,纤功率,P/,mW,13 13,0.10.3 0.10.2,调制带宽,B/MHz,5002000 5001000,50150 30100,辐射角,/（）,2030 2050,30120 30120,寿命,t/h,10,6,10,7,10,5,10,6,10,8,10,7,工作温度 /,-2050 -2050,-2050 -2050,三、分布式反馈激光器,DBF,分布式反馈激光器的工作原理,分布式反馈激光器的优点,分布式反馈激光器的一般性能,分布反馈激光器工作原理,DBF,激光器用靠近有源层沿长度方向制作的周期性结构（波纹状）衍射光栅实现光反馈。衍射光栅的折射率为周期性变化，使有源层分布反馈。由有源曾层发出的光从一个方向向另一个方向传播时，一部分在光栅波纹峰反射，另一部分继续前进，在邻近的光栅波纹峰反射。若两部分反射光相互叠加则产生更强反馈，而其他波长的光将被抵消；虽然每个光栅波纹峰反射光不大，但整个光栅有成百上千的波纹峰，反馈光的总量足以产生激光振荡,。,光栅的周期,下式决定：,为材料有效折射率， 是布拉格波长，,m,为衍射系数。,在普通,DBF,激光器中，有两个阈值最低、增益相同的纵摸，其波长为：,为光栅长度。,在普通均匀光栅中，引入一个,4,的相移变换，使原来的波峰变波谷，可有效提高模式选择性和稳定性，实现动态单纵摸激光器的要求,。,分布式反馈激光器的一般性,能,工作波长,/m,1.3 1.55,谱线宽度,/nm,12 13,阈值电流,I,th,/mA,2030 3060,连续波单纵模,10,-4,10,-3,输出功率,P/,mW,2040 1530,直接调制单纵模,0.040.5(1,Gb/s.Hz,),边模抑制比/,dB,3035,频谱漂移/（,nm/）,0.08,外量子效率,d,/%,20 15,工作温度 /,2040 1530,DBF,激光器的优点,是单纵摸激光器,谱线窄，波长稳定性好。,动态谱线好,线性好，广泛用于模拟调制的,CATV,传输系统。,