1、發(fā)光二極管發(fā)光二極管LED 主要內(nèi)容主要內(nèi)容一、發(fā)光二極管的義務(wù)原理二、發(fā)光二極管的根本構(gòu)造三、發(fā)光二極管的義務(wù)特性 發(fā)光二極管的義務(wù)原理發(fā)光二極管的義務(wù)原理 LED發(fā)射的是自發(fā)輻射光非相關(guān)光。大多采用雙異質(zhì)構(gòu)造造，把有源層夾在P型和N型限制層間，但沒有光學(xué)諧振腔，故無閾值。LED分為正面發(fā)光型和側(cè)面發(fā)光型，側(cè)面發(fā)光型LED的驅(qū)動(dòng)電流較大，輸出光功率小，但光束發(fā)射角小，與光纖的耦合效率高，故入纖光功率比正面發(fā)光型LED高。 發(fā)光二極管的根本構(gòu)造發(fā)光二極管的根本構(gòu)造L球透鏡環(huán)氧樹脂P層有源層N層發(fā)光區(qū)(a)正面發(fā)光型微透鏡P型限制層有源層波導(dǎo)層N型限制層(b)側(cè)面發(fā)光型 發(fā)光二極管的義務(wù)特性發(fā)光

2、二極管的義務(wù)特性 光譜特性光束空間分布輸出光功率特性 頻率特性 LED的光譜特性的光譜特性 發(fā)光二極管發(fā)射的是自發(fā)輻射光，沒有光學(xué)諧振腔對(duì)波長的選擇，譜線寬，短波長LED譜線寬度為3050nm。長波長LED的譜線寬度為6120nm。 1300 波長/nm相 對(duì)光強(qiáng)=70nm LED LED的輸出光功率特性的輸出光功率特性正面發(fā)光側(cè)面發(fā)光電流I/mA 發(fā) 射光功率 P/mw0 100 200 300 400 500 LED的普通外量子效率小于10%，驅(qū)動(dòng)電流較小時(shí)，P-I特性呈線性，I過大時(shí)，由于PN結(jié)發(fā)熱產(chǎn)生飽和景象，使P-I特性曲線斜率減小。通常LED的義務(wù)電流為50100mA，輸出光功率為

3、幾mW ，由于發(fā)光光束輻射角大，入纖光功率只需幾百W。 LED 的頻率呼應(yīng)為：式中， 為調(diào)制頻率， 是對(duì)應(yīng)于調(diào)制頻率的輸出光功率， 為少數(shù)載流子電子的壽命，定義 為發(fā)光二極管的截止頻率，當(dāng) 時(shí)， 最高調(diào)制頻率應(yīng)低于截止頻率。 2)2(11)0()()(fPfPfH LED的頻率特性的頻率特性f)( fPecf)2(1ecff21)(fH LED的頻率呼應(yīng)曲線的頻率呼應(yīng)曲線e = 1.1se = 2.1se = 6.4s調(diào)制頻率f/MHz 頻 率響應(yīng)10 100 1000100.1 P(f) LD和和LED的普通性能比較的普通性能比較 LD LD LED LED義務(wù)波長/m1.3 1.55 1.

4、3 1.55譜線寬度/nm12 13 50100 60120閾值電流Ith/mA2030 3060 義務(wù)電流I/mA 50150 100150輸出功率P/mW 510 510 15 13入纖功率P/mW 13 130.10.3 0.10.2 調(diào)制帶寬B/MHz5002000 5001000 50150 30100輻射角/ 2030 2050 30120 30120壽命t/h106107 105106108 107義務(wù)溫度 / -2050 -2050 -2050 -2050 三、分布式反響激光器三、分布式反響激光器DBFl分布式反響激光器的義務(wù)原理l分布式反響激光器的優(yōu)點(diǎn)l分布式反響激光器的普通

5、性能 分布反響激光器義務(wù)原理分布反響激光器義務(wù)原理l l DBF激光器用接近有源層沿長度方向制造的周期性構(gòu)造波紋狀衍射光柵實(shí)現(xiàn)光反響。衍射光柵的折射率為周期性變化，使有源層分布反響。由有源曾層發(fā)出的光從一個(gè)方向向另一個(gè)方向傳播時(shí)，一部分在光柵波紋峰反射，另一部分繼續(xù)前進(jìn)，在臨近的光柵波紋峰反射。假設(shè)兩部分反射光相互疊加那么產(chǎn)生更強(qiáng)反響，而其他波長的光將被抵消；雖然每個(gè)光柵波紋峰反射光不大，但整個(gè)光柵有成百上千的波紋峰，反響光的總量足以產(chǎn)生激光振蕩。 l光柵的周期下式?jīng)Q議： l l 為資料有效折射率， 是布拉格波長，m為衍射系數(shù)。l在普通DBF激光器中，有兩個(gè)閾值最低、增益一樣的縱摸，其波長為：l 為光柵長度。l在普通均勻光柵中，引入一個(gè)4的相移變換，使原來的波峰變波谷，可有效提高方式選擇性和穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)單縱摸激光器的要求。 e