半导体光电子器件复习总结

半导体光电子器件课程梳理Chap 1 绪论1. 半导体激光器的发展第一发展阶段同质结构注入型激光器（二十世纪 60 年代初） 特点：对注入的载流子和光场没有限制，阈值电流密度高，只能在液氮和脉冲状态下工作第二发展阶段单异质结注入型激光器（二十世纪 60 年代末） 特点：利用异质结提供的势垒把注入电子限制在 GaAS P-n 结的结区内，降低阈值电流 密度第三发展阶段双异质结注入型激光器（二十世纪 70 年代初）特点： 1）窄带隙的有源区两侧的宽带隙材料对注入的载流子有限制作用；2）有源区为高折射率材料，两侧包层是低折射率材料，形成的光波导能够将光 场的大部分限制在有源区内，从而减小阈值电流密度。第四发展阶段量子阱激光器（二十世纪 80 年代初）半导体物理研究的深入及晶体外延生长技术的发展（包括分子外延MBE金属有机化学气相沉积MOCV和化学束外延CBE,使得量子阱半导体激光器研制成功。2. 半导体激光器的特点? 小而轻、转换效率高、省电、寿命长；? 制造工艺与电子器件和集成电路工艺兼容，便于实现单片光电集成；? 半导体激光器的激射功率和频率可直接调制；? 激射波长范围宽。3. 半导体激光器的应用光通讯、光存储、固体激光器的泵浦源、激光器武器、 3D 显示4. LEDs 的应用交通指示、照明、背光源、屏幕显示、投影仪光源、汽车、医疗、闪光灯、栽培、 防伪。Chap 2 异质结半导体异质结的定义： 由两种基本物理参数不同的半导体单晶材料形成的晶体界面 （过渡层）1.异质结的能带图（1）pN异质结的能带图xPLI(X故(-J <r<0熟(2) nN同型异质结的能带图p区掺杂比N区多时，尖峰位于势垒的顶 p区掺杂比N区少时，尖峰位于势垒的根部，称为低势垒尖峰0 -功函数，x -电子亲和势尖峰的位置与pN结两边的掺杂浓度有关: 端，称为高势垒尖峰；尸r “二蛙电子汽2DEG耗尽区内电中性条件''内建电势差：%-p .皐e, £ v A P内建电势差分配比2.异质结的参数 平衡态下内建电场强度(由于带边的不连续，内建电势差不再代表势垒的总高度了空间电荷区宽度耳Fw" g mJ3.异质pN结的伏安特性(1)扩散模型D D .uVJ+p vo )xp() -1 电流一电压方程E-AEA exp( ；)Jp oc exp(r)对于pN型异质结，型异质结， Ec和厶Ev都是正值，而且一般远大于 kOT,故Jn >>Jp，表明通过异质结的电流主要由电子电流组成，空穴电流占很小的比例。(2) 热电子发射模型忽略由p向N的电子，则电流密度可表示为:(3) 尖峰隧穿模型总电流=热电子发射电流+电子隧穿电流4. 异质结的特性穴流之比式中， E=A Ec+A Ev=Eg2-Eg1, Eg2和Eg1分别表示宽带(1) 高注入比：pn结在正向偏压时，n区向p区注入的电子流和 p区向n区注入的空N区和窄带p区的禁带宽度。Dnp DpN Lnp、LpN相差不大，都在同一数量级，而 exp( E/kOT)>>1，说明注入比很 大，即使NDN vvNAp注入比仍然很大(2) 超注入现象pN异质结在大注入下的能带因为EcpvEcN所以将出现 斤甘>> 粒戈,此时被称为超注入超注入现象是异质结特有的另一个重要的特性，在半导体异质结激光器中得到重要的应用，它可使窄带区的注入少数载流子浓度有非常大提高，从而容易实现异质结激光 器所要求的粒子数反转条件。(3) 异质结对载流子和光场的限制作用 Eg越大，折射率越小。异质结的双限制效应：Chap 3半导体激光器1. 半导体激光器的工作原理(1) 直接/间接带隙材料中的光跃迁过程（2）跃迁选择定则直接跃迁：能量守恒 一仁- ：'v卞动量守恒並* 號庄二肚，kL可以忽略不计所以间接跃迁:能量守恒氐爲沏士勳宋卿动量守恒 总；丄哄 有电子、光子和声子参与的间接跃迁是二级微扰过程，跃迁几率比直接跃迁小得多 接跃迁小得多，因此，间接带隙材料不能用来做发光材料。（3）光过程自发辐射：不受外界因素作用，处于高能态的电子自发地、随机地跃迁到低能态， 与空穴复合而发射光子，特点为发射的光子能量相同，但方向、位相、偏振等均不 相同，是一种非相干光。（LED原理）受激辐射：是指受激发而处于高能级的电子在外界的诱发作用下，跃迁到低能级与空穴复合而发射的辐射，特点为发射光子的方向、频率、位相、偏振等均与诱发光 相同，是一种相干光。在激光器中，诱发高能级的电子向低能级跃迁的光来自自发辐射。卜二Eg。（ LD原理）受激吸收：处于低能级的原子（EI）,受到外来光子的激励下，在满足能量恰好等 于低、高两能级之差（厶 E）时，该原子就吸收这部分能量，跃迁到高能级（Eh）半导体中光子介Eg才能被吸收（探测器原理）（4）激光器激射的三个基本条件要产生足够的粒子数反转分布，即高能态的粒子数大于低能态的粒子数,从而产生激光振荡;要有一个合适的谐振腔，引起反馈，使激射增生（放大） 要满足一定的阈值条件，以使光子增益等于或大于光子损耗（5）半导体激光器如何满足激射条件a.给P-N结加正向偏置提供载流子注入结加正向偏置提供载流子注入，建立粒子数反转分布一一电注入；b.利用光激发提供载流子，建立粒子数反转分布一一光注入 或光泵浦；利用垂直于PN结的两个解理端面形成 F-P谐振腔，提供光反馈；P-N结区的电子-空穴复合，提供光增益，使光子增益等于或大于损耗，满足阈值条件。（6）粒子数反转分布（概念）在热平衡状态下，粒子数的分布遵循玻耳兹曼分布律，N1 N2,如果采用适当的激励，破坏热平衡状态，使高能态粒子数N2多于低能态粒子数N1,这与热平衡状态的分布相反，故称为粒子数反转分布。此时受激辐射光子数多于被吸收的光子数，因此对光 子数具有放大作用。由于半导体是能带结构，它与分立的能级不同，产生光放大作用要求的粒子数反转 分布条件不能直接用粒子数的多少来比较， 只能通过比较导带底和价带顶被电子占据的 几率的大小。（7）爱因斯坦系数关系推导过程：写出三个光过程的光跃迁速率表达式（包含跃迁几率、态密度、占据几率）一 代入.；一 和得到含跃迁几率的光子密度J血.：表达式一 与黑体辐射理论中的：表达式比较，得到爱因斯坦系数关系：8 顽2J：1 = Z（£21） 比严 =0E山J（8）粒子数反转分布条件（伯纳德-杜拉福格关系）推导过程：净受激发射速率忖沧；-W二-。一 受激发射产生条件：净受激发射速率大于零一0 将 f2和fl代入，并整 理一得粒子数反转分布条件:心注：匚If -!物理意义：导带能级上被电子占据的几率必须大于与辐射跃迁相联系的价带能级上被电 子占据的几率，只有这时在紧靠导带底和价带顶的与辐射跃迁相联系的能量范围内才能 实现粒子数的反转。因为 EFc - Er =£ZI = A v i所以所加的正向值压大于吕佝异质结和利用高注入比和超注入实现，同质结可用重掺杂实现（9）光增益推导过程：芈=刃 C1)az(3)(4)务词=晅瓦瓦由（3）、（4）和（5）式得c c光增益系数与导带和价带的态密度成正比；与材料的能带、温度及注入水平有关, 关系反应在（f2 fl ）项中。引入光限制因子反应光场的泄漏，它相当于受激发射的有效面积减小。则光增益系数变为增益谱增益峰值随注入载流子浓度的增加而增加，并向高能量方向移动并向高能量方向移动增益为负值，即为吸收原因：由于带填充效应（band filli ng effect），载流子被填充到高能态，而高能 态的态密度比低能态的态密度大，所以，增益峰向高能量方向移动且增益变大。(10 )光子在谐振腔内的振荡 激光器的阈值增益推导1：设光子以如下的平面电磁波在谐振腔内传播E(z) = Eq exp(-ikz)其中k=(nmf) U冷小为广文损耗换 "-g+阈值条件要求光子在谐振腔内往返一次后他恵o exp(-ft 2厶)=£.1/,/； exp(-£k 2L) -1r1、r2为场光场在两个谐振腔面上的场反射系数IWPU£ exp(g-a.)£ = l港尤樹的植桁I ( I11Sa,- + ln(一 -at + ln()由由(1)式可以得到阈值增益为人 陆2LR尺。功率反射系数R1= r1r1* , R2=r2r2*。第一项为内部损耗，包括介质对光子的吸收、散射等； 右边第二项为腔面损耗，即激光器的输出。gJk =毎 + ln(丄当R1= R2= R时，上式简化为 八L R推导2:光强为l(z)的光沿着z方向传播dz距离后，光强的总变化量 dl(z)为：刃(2)= (g- GO血 1(2)=ln exp( j?-ajz设谐振腔内A处的光强为IA，要使在谐振腔内实现激射，光强为IA的光经过两次镜面反射后回到 A处时的光强应等于或大于IA:I丨乳-黑+ -血一R几打亡印一2£ = 4却2L 阴物理意义：当光子从单位长度介质所获得的增益等于或大于介质的内部损耗及腔面 损耗时，开始形成激射。谐振腔内稳定振荡条件4tL2nL=qq 1f 2a 3.M方程(2)入2/iLdt物理意义：若形成稳定振荡的驻波，光子在谐振腔内来回一周所经历的光程必须是 波长的整数倍，或者说谐振腔的长度为半波长的整数倍。每一个q值对应光子的一个振荡频率或波长，或者说对应一个纵模模式。激射的模式数-g Sum 心0.433m所以*激射的模式数为們UMItttMJlCT2亠根据dz =0.433/1/7/透明电流密度J0':增益曲线在电流密度坐标上的截距，对 1D° -/应刚好满足粒子数反转条件(Fc-Fv=h V )，增益由负值转为正值的电流密度。透明载流子浓度n0:对应刚好满足粒子数反转条件增益由负值转为正值的载流子密度。(12 )速率方程速率方程是描述半导体激光器在外界作用下(电注入，光注入)，电子与空穴复合产生光子时，载流子浓度与光子密度随时间的变化，它包括载流子浓度和光子密度随时 间变化两个方程，建立了光子和载流子之间的相互作用关系。纵模间距2x3.7x3x10/jni载流子速率方程:的半导体异廣培彌AJ3歸澈光如U 的折时率为3.人相邻横武闻的臥横间距是事 少(趣略色魅愉誓响)T如杲救光畧的増总兽 在大于的诸餐度那 么.有多少个模式可以»«?如果腔怪为 30pm有多少令模式可以激射T» %«nv|(980flm)2单纵激射41(11)增益系数与电流密度的关系貯0(4-山第一项：电流的注入而引起的载流子的产生；第二项：受激辐射复合；第三项：自 发辐射复合和非辐射复合。受激发射光子速率方程: 1 由九-第一项g(n)S是由于受激辐射引起的光子增加，第二项(-S/ T ph)是由于腔内吸收 和激光器腔外发射引起光子的减少，第三项 3 sp(n/ t r)是部分自发辐射耦合到激射模 式中而引起光子的增加。(13 )速率方程的推论阈值电流密度由载流子速率方程，当J<Jth时时，受激发射的光子密度很少，可以忽略，即S=0;在稳态状态下dn/dt=0nth为阈值载流子浓度。物理意义：激光器在受激发射之前，所注入的载流子全部用于自发辐射和非辐射 复合。阈值载流子浓度由受激发射光子的速率方程，当J > Jth时，对于一般半导体激光器，自发辐射耦合因子很小，3 sp10-5，先暂时忽略；在稳态状态下，Q = g(n)S- | S f gn)=丄G K I U而 &何二厂&-)鐵流子液度与注入亀 流密度的美系曲耀3 sp=O),稳态时n在激光器阈值电流之前，载流子浓度随电流密度的增加而增加；到达阈值电流后，载流子浓度被钳制在阈值载流子浓度处，不再增加(此时增益稳定下来)。阈值载流子浓度以上的那部分注入载流子全部用于激光器输出。载流子浓度及光子密度与电流密度的关系 忽略自发辐射耦合的影响当和也时* rn = ed当由时丄n = % =丛考虑自发辐射耦合的影响(卩sp工0),稳态时2. F-P腔半导体激光器的结构及特性(1) 半导体激光器的分类.同质結1 按pn结的结构划分* 异质结单异质结2按谐形式*F«P腔分布反馈DFB)分布布拉格反射(DBFO 墾坦腔面发射(VCSEL)工按有源区材料划分;体材料(Bulk) 量子阱(QW)子线CQL)单量子阱(SQW)赛量子阱(MQWs：子点(QD) 量子级联谧光器无导引弱折射率导引 靈折射率导引4 按光潼导结构划分*増益导引L折射率导引“乱按出光形式*垂倉腔面发射(VCSEL)无导引激光器结构：在平行于结平面的方向上没有对光场的限制结构增益导引激光器结构：在平行于结平面的方向上没有对光场的限制结构，唯一的侧 向变化是由注入电流和载流子的侧向扩展来决定的载流子浓度在有源区内的分布， 即在电极接触条下方的有源层中心区域有较高的载流子浓度，向两侧则逐渐减小， 受激辐射率和增益也有类似的变化。因此，把这一物理事实描述为“增益导引”折射率导引激光器结构：在平行于结平面的方向上设有对光场的限制结构，这种限 制结构是通过有源区两侧材料的折射率差来实现的，因此，称为“折射率导引半导体激光器的特性 电流一电压特性(I-V ) 功率一电流特性(P-I )电流 去输出功率半导体激光器的效率功率效率n p表征由所加于激光器上的电能（即电功率）转换为输出的 光能（即光功率）的效率豪彌空岀的光功率P*P*澈光n併館耗的电功事 匕+厂尺只耳加）+尸&Po为激光器输出的光功率，Vf为激光器pp-n n结正向压降，Rs为串联电阻。叩a竺竺g辺込工内量子效率n i怔秒梆注入有養区的KMTftPi为有源区内发射的光功率出射效率n o1 w 1、 ln（ ） 匕2L RK 耀光比出的光功車二P = 1 . I / n 二ln（）+a.Io有期区内发射的光功車21R比外量子效率n ex嶽舟器毎秒斛发时由的光于數PJ hv1 kl_ 瞬秒忡洼入im区的義凉子敷He外微分量子效率n d_激光揶舔聊轴出的死子披一伺憧电淹时料秒弹发期出的光子我时糠卄注入如区的颐于融一值电尬时毎秽卄注入启竦区的栽渣于蟲Pd hv-PJ hveHd AZ hv_ E .11外量子效率（n ex）与内量子效率（n i）的关系:2£ln( nn - 7 j-2-RRy斜率效率n se1激光器的温度特性特征温度TO:是表征激光器温度特性的重要参数，反应激光器的阈值电流对温度的敏感性，即激光器的稳定性，特征温度越高，激光器的热稳定性越好。特征温度可以通 过测量不同温度下的阈值电流来求得。例题t右图为 AIG aAsJGaAsjRJIn G a As P/1 n P 两种锻光黔的溫度特性曲根据圈中 的敷据计韋两种激喘黑的特证滞度几InGaAsP flnPAJGaAs /GaAs25X：60mA40mA4or75mA45mA60X?100mA50 mAaor140mA60mA由右图得】 0 IS 出n A3G1A畑U LDJ hina 看卩 Uh LDP !r 討FulfilInchon CLnent t i inAi101«« lth=loexp(T/TJ,可以画出下面的曲线IB统的斜率为q%22计算亀对InGaAsPnP LD TO=65K对AIGaA3/GaAa LDT =140K0.36788280 290 300 310 320 330 340 350 360 170Temperatun* (K>激光器的寿命半导体激光器的阈值电流增加一倍时所经历的时间定义为激光器的寿命。厶-打(。労=1 on%小信号调制特性rdN dt -=0L芈注叫-必-虽“dtr n 加令调制电流丿二人+丿芒叫丿1 S=S洛歼，小信号讷制N1<<N调制响应S/厶二一jIv叽N 严+( +gfl5u)Aj +讯J代入速率方程得IgA二甌5舁求分母的最小值可以得到峰值频率3 p可以看出，若要提高调制响应速率 ：(1) 必须要增加微分增益系数 gO (制冷，采用量子阱结构)(2) 降低光子的寿命t ph (缩短激光器腔长，有源区掺杂)(3) 提高激光器的功率，使它尽可能地工作在光子密度高的状态。3. 量子阱激光器(1 )基本概念超晶格(superlattic):由两种或两种以上组分不同或导电类型各异的超薄层材料交替生 长形成的人工周期性结构。相邻势阱内电子波函数会发生交迭，有很强的耦合，在各量 子阱中分立的能级扩展成能带(微带)。多量子阱(multiple quantum wells , MQWs):势垒较厚以致于相邻势阱内电子波函数不 发生交迭的周期性结构。单量子阱(singlequantum well , SQW)：只有一个势阱，两边是势垒的结构O1, Al ASG聲 JU JkMI(2)量子阱结构在无限深势阱中运动的电子的总能量2m.L.'2 礼在量子阱中电子和空穴的运动是准二维的，在x,y方向 上可以自由运动，能量在 z方向上是量子化的，量子阱内形成一组分立的能级。能级的 取值与有效质量、阱宽、阱深( Ec和和 Ev)有关，能量和量子数 n的平方成正比hF1两个相邻能级之间的能量间隔为：1 i 奮 Id!百鹭 Qhllkl ifeikl SVl ! I Sc'Mildlt： -G«iriBcnx:<K llcicni>sr.Iiepc"nnnPt|«kal*Gc G豳Kc* i仏匕買 Mil昭 T芒单子陳分别隈制 异构(3)量子阱中的态密度在k平面内k k+dk范围内的状态数为(考虑自旋)ldkkdk单位能量,Dk)dk-24jT/LA 强 U 单位面积内的状态密度D(E)为：f>(E 丄心町恋二丄7伏'处 必L上、在量子数dkdE'h2k，将D(k)代入得n= 1时单位能量,单位体积内的状态密度单位体积内的状态密度P (E)为加厂D(E)叫】/X£) = = nL_ 有P匸只有总能量大于E1c的态才存在的态才存在。因此，对应能量大于E1c的态密度为:但瓦2+符ME-gn=1,2,3”,l个量子态，则总对于其他量子态也有相应的公式。如果量子阱中有 的态密度为所有允许的子带态密度之和0(E2P(£fl,c) =7- -«_nJL Jr 7F «_!式中mn,c是第n个子带电子的有效质量以上结果也适用于价带的重空穴和轻空穴。p(斫五號iL ii'TZ TT对比体材料态密度和量子阱材料态密度:角“(E)2jf护丿丁 * 22/当能量E = E"5矿/ .2tti三维、二维、一维、零维态密度与能量的关系:瞥、rtrn:irf/(2m L.)(4) 量子阱激光器的特点 发射光波长与量子阱厚度的关系随量子阱的厚度减小，发射波长变短。 窄的光谱线宽DH激光器中，态密度随能量变化呈抛物线分布，带边态密度趋近于零，带间跃迁 的光谱线宽较宽；量子阱激光器中，态密度呈台阶状分布，对应E1c c和E1hh的态密度都很大，电子能量分布宽度较窄，相应的发射光谱线宽较窄。这也是量子阱激光器易于 实现单纵模激射的原因。 低阈值电流特性量子阱激光器中，态密度呈台阶状分布，对应E1c和E1hh的态密度都很大，电子能量分布宽度较窄，相应的光增益谱变窄，光增益集中到很窄的能量范围内，峰值增益 加强，因此，阈值电流密度降低。 高的特征温度 高速调制特性微分增益系数 g0高，因此，能够在更高的调制速率下工作，动态工作特性好。a二曲知 ( ) 高的量子效率和大功率输出量子阱激光器中，态密度呈台阶状分布，吸收系数在带边随波长的变化很显著，因 此，在量子阱光波导中的吸收损耗比体材料中小，量子转换效率高；另外，阈值电流密度低，所以可以实现大功率输出（5）量子阱激光器的优点 改变量子阱的厚度可以在相当的范围内改变激射波长； 注入载流子能够提供更高的增益，减小阈值电流，阈值电流随温度的变化小，温度稳定性好； 内部损耗小，载流子的注入效率高，能够产生大的功率输出； 台阶态密度分布使光谱线宽窄，量子阱激光器易于实现单纵模激射； 微分增益系数高，能够在更高的调制速率下工作，动态工作特性好； 由于价带的轻、重空穴带量子化能级分离，因此具有TE、TM模式的选择控制性能Chap 4发光二极管（LED）1. LED的原理与电学特性原理：自发辐射（1）理想的LEDs电流-电压特性（I-V）Vtfc=Vturn-o*：iVD20当外加电压V接近接触电势差 VD（Vbi）时，电流迅速上升，这个电压称为阈值电 压，或开启电压。（2）实际的LEDs电流-电压特性（I-V）对于实际式中，nideal为理想因子,nideal=12。考虑串联和并联电阻的影响时求串联电阻的方法：取并联 Rp为无穷大，则 dlr= wokLitfaxi & penes 比 hhlHnix > WV Ho n 仃 u».民4.3>WE 二芯匸5UFi rir<-| ttf xlLi|3lIdeal F-V叱 L0 15Dkide牛曲惜西V V）UrkIc . invm /20100(仪111) luaunoLEDs典型的电流-电压特性曲线：参数：开启电压 V，反向击穿电压 VB,串联电阻Rs50403020-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10Voltage (V)(3)载流子的泄漏与溢出载流子泄露：有源区内的自由载流子分布满足Fermi- Dirac分布，因此，总有一定量的载流子拥有高于限制层势垒高度的能量，这部分载流子的浓度为载流子溢出：当增加注入电流时，有源区内的载流子浓度增加，费米能级上升。当 电流密度足够高时，费米能级会达到势垒处，有源区被载流子填满，电流密度继续增加 时，有源区内的载流子将不会增加，光输出达到饱和。(4) LEDs电压一电流的温度特性如% S川a推得v(nf ，而 Eg随温度TT而J:S & 4 2 n=<LU J *45Jmwo Volume V (V)2. LED的光学特性LED鲁典型的光功率特性曲纯(P-I)Q 501JQ 2W.1、i.与激光器相比无明显拐点(1 )效率 内量子效率 n internal(internal efficiency)和材料有关 萃取效率 n extraction(extraction efficiency)和 LED结构有关 外量子效率 n external(external efficiency) 功率效率 n power(power efficiency)ledW»区内每秒艸产生的光子数LED每秒钟粉到自由空何的光子散Knu厂led有獵区内毎秒钟注入的義流子敕mcuonLED有源区内每秒钟产生的光子敷一和“I/ePJhvELED邯秒斧发射到自由空间的光子数Hpoww3LED发射到自由空间的光功率LED有僚区内毎秒斡注入的載謊予数LED所藉耗的电功率PJhv£/ ”丁 intmraftnr/ratfwjiT IV(2)发射谱在Eph= Eg+ kBT处附近，光谱强度1(E)有最大值。光谱线宽 厕卜 Eph)的典型值 为 2.53 kBT(3 )光的逃逸圆锥和朗伯发射光斑假设一个点光源，它发射的总功率为Psource，进入到全反射圆锥内的光都能够辐射出来，辐射功率为 Pescape,则S亡L一 2nir4对于平面LED,朗伯光斑表达式如下。60°时lair减小到1/2.心.J琴空匚命t厂nlltnni"LEDPlan nr FT)f-1-4iB|lfHilVr 呼 i|h强度/二站mxpl-口 T。注意负号。（和Eg有关）（4） LEDs发射强度与温度的关系Hue 引新 a-Mi r« LEO nkj 前 ph rt'MnrhS tW LED M Lffln and ifwii ciimjihfir2影响LEDs亮度的因素LEDs结构（双异质结、量子阱、电子阻挡层） 有源区、限制层的掺杂及有源区厚度 晶格失配（J）表面复合芯片形状（垂直形状利于出光）剥离光吸收衬底电流扩展 电流阻挡层 电流的拥挤现象 电极结构设计&*>0.詁諮，Ygr rfdtFfi3. LEDs的光萃取i|iaii»'pt-i N I FFlI I If escape _ 1 打川source 4 丹;“田提高萃取效率的途径"iftt X "歸ai'l > li ISrrni- ti 乩订h.-ui0!i?r；CO皿*用恤甘弹nyclvcmbtWUFTObl Tn crveflwtte wTiht wurceD亡呼歼«:心匚0WKI ma |rn.3rxJrhMILt；l>BBWLED的寿命用强度定义，强度降到70%或50%所用时间。高温、大电流能加速老化。（5）白光LED的获得双色：蓝+黄三色：蓝+绿+红四色：蓝+青+ 绿+红01 u# <c ICO1. 电流扩展层（window layer）2. 改变LED芯片的形状（改变全反射情况）3. 表面粗化（上表面，内界面内界面图形衬底的作用：产生侧向生长，提高晶体质量；（2）增加界面的反射，提高出光效率。4. 网状电极结构5. 反射层（有源区底部插入DBR结构、金属反射膜）6. 衬底剥离7. 光子晶体结构8. 表面抗反射膜（减少半导体材料与空气界面之间的菲涅耳反射）9微透镜（Microlens array）10. 倒装焊（Flip Flip-Chip）（作用：改善散热；出射面不用透明电极，提高出光效率）11. 高折射率树脂封装材料4. 辐射和光度的单位辐射通量与光通量的变换683 罟 JjG/WdXi O）为人眼睛的响应画数功率密度 单位换算：i6S3x Radiant flux (W) ； Luminous FlUMfkn) 1:； USolkj Angle (»r),Radiant FIl»x 櫃躺urnLuminous Flux 光通伽)LumiiKue Intensity 发光强度or光度g)r I | LumknouB Intensity (ed) i X Solid Anglo (sr)F - * -M- i Lumjncus Intensity Luminous FluxOm) 1 (m3): (cdXAreailluminanceLuminance/ Brightness 壽酣亮度血如 or nit)Chap 5 超辐射发光二极管（SLD）1. SLD原理超辐射：也是一种受激发射，但由于无谐振腔的选频和反馈的作用，它的输出功率 和光的相干性比激光器小。光纤耦合效率比LED高。下图中抗反射膜和吸收区目的是破 坏反射振荡。LLI)ZAAL* 伙吨Th '2. SLD的应用一一光纤陀螺仪光纤陀螺仪是一种惯性敏感器，用于测量运载体的姿态角和角速度。工作原理：萨格耐克（Sagnac效应光纤陀螺仪的噪声是由于瑞利背向散射引起的。为了达到低噪声，应采用小相干长 度的光源。因此，采用 SLD或LED,但LED发出的光向光纤耦合时，耦合效率太低，进 入到光纤中的光功率太小。所以，光纤陀螺中主要采用SLD【思考】1. 如何判定激射？2. LED与LD的区别?