光電子技術(shù)第1章光源-資料下載頁(yè)
2024-12-31 13:38本頁(yè)面
【正文】 、激光醫(yī)療相當(dāng)有吸引力。 實(shí)現(xiàn)千瓦級(jí)以上大功率激光器的關(guān)鍵技術(shù)： Yb3+ Yb3+具有很寬的吸收帶（ 800～ 1064nm）與熒光帶（ 970～ 1200nm），可選的泵浦源很多。 泵浦 — 發(fā)射的轉(zhuǎn)換效率高。 可高濃度摻雜獲得高增益。 Yb3+能級(jí)為簡(jiǎn)單的二能級(jí)，亞穩(wěn)態(tài)壽命長(zhǎng)，小功率泵浦就可在極窄的纖芯內(nèi)形成高密度的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，從而可輸出穩(wěn)定的強(qiáng)激光。 光纖側(cè)面生出許多杈纖，每分杈耦合一個(gè)寬面多模大功率 LD（＞ 100W）。 高功率摻鐿光纖激光器輸出可達(dá)數(shù)萬(wàn)瓦 ,比大功率的氣體、固體激光器優(yōu)勢(shì)顯著。 發(fā)光二極管（ LED） Light emitting diodes 發(fā)光原理 對(duì) PN結(jié)正向注入電流 ， P區(qū)空穴向有源區(qū)擴(kuò)散， N區(qū)電子向有源區(qū)擴(kuò)散 ， 結(jié)果電子與空穴在有源區(qū)復(fù)合 ， 以一定頻率的光能釋放出來(lái) 。 發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)是半導(dǎo)體 PN結(jié) 。 結(jié)與結(jié)之間是產(chǎn)生熒光的復(fù)合區(qū) ， 叫有源區(qū) 。 LED與 LD的根本區(qū)別在于： LED發(fā)光是基于自發(fā)輻射，發(fā)出的是熒光，是非相干光； LD是靠?jī)啥私饫砻鏋橹C振腔起反射作用來(lái)提供光的反饋，是基于受激輻射，發(fā)射的是相干光 —— 激光。 LED是一種極有競(jìng)爭(zhēng)力的新型節(jié)能光源，它的優(yōu)點(diǎn)有： ?效率高 ?光色純 ?能耗小 ?壽命長(zhǎng) ?可靠耐用 ?應(yīng)用靈活 ?綠色環(huán)保 結(jié)構(gòu)是半導(dǎo)體 PN結(jié)，無(wú)諧振腔。對(duì)其正向注入電流，電子與空穴復(fù)合發(fā)光，是非相干光。 1962年第一只紅色 LED問(wèn)世，接著是黃色、綠色、橙色 LED，早期的LED亮度不高。 1993年日本利亞公司的中村秀二研制成功蘭光 LED，是 LED發(fā)展史上重要的里程碑。 之后，人們發(fā)展了超高亮度的紅、綠、藍(lán) LED。 高發(fā)光效率的白光 LED，節(jié)能環(huán)保的照明工程。 LED的發(fā)展歷程 普通亮度 LED 一、材料與構(gòu)型 ? GaP、 GaAsP、 GaN,峰值波長(zhǎng)是可見(jiàn)光，用于光顯示。 ? GaAs，峰值波長(zhǎng) 867nm，用于光電檢測(cè)。 ? InGaAsP，峰值波長(zhǎng) 、 ,用于短距離光纖通信。 LED采用雙異質(zhì)結(jié)、量子阱結(jié)構(gòu) 分為： 面發(fā)光型 － 發(fā)光功率較大 邊發(fā)光型－易與光纖耦合 面發(fā)光型 LED的光輸出 面發(fā)光型 LED用于光顯示 邊發(fā)光型 LED用于短距離光纖通信 二、主要工作特性 gEh ?? 峰?? c?譜線寬度 Δλ 在幾十～上百 μm 。 峰?為發(fā)光光譜的峰值波長(zhǎng) 。 ? PI 特性 I: 10～數(shù)十 mA P: 幾百 μW ～ mW PI特性曲線的線性區(qū)很寬。 ? 光譜特性 ? 調(diào)制特性 可以直接調(diào)制 邊發(fā)光型在幾百 MHZ面發(fā)光型在幾十 MHZ 調(diào)制帶寬 : LED體積小，壽命長(zhǎng)（可超過(guò) 10萬(wàn)小時(shí)），耗電少，能與集成電路共電源，使用方便，應(yīng)用廣泛。 超高亮度 LED 法向強(qiáng)度在 1000mcd以上的紅、綠、藍(lán) LED ,光效達(dá) 50～ 100 lm/W。 一、實(shí)現(xiàn)超高亮度的關(guān)鍵技術(shù) 2．有源區(qū)采用量子阱結(jié)構(gòu)。 3．分布布拉格反射 （ DBR）結(jié)構(gòu)，克服襯底吸收。 4．出光窗口的紋理結(jié)構(gòu)，增加光輸出。 1．發(fā)展新的四元合金材料 AlGaInP、 AlGaInN是直接帶隙，帶隙寬度覆蓋了整個(gè)可見(jiàn)光波段，發(fā)光效率高。 二、超高亮度彩色 LED的應(yīng)用 用于城市廣場(chǎng)、體 育場(chǎng)館、調(diào)度中心、 交通信息、演出、 展覽等大型顯示。 充分發(fā)揮 LED色光鮮艷、節(jié)能、壽命長(zhǎng)、免維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)。 大屏幕由 2R1G1B構(gòu)成的像素塊組成 美輪美奐廣州塔 LED結(jié)構(gòu)輕巧、可控性好、色彩豐富，適應(yīng)各種裝飾照明和任意藝術(shù)造型的燈光雕塑。 夢(mèng)幻廣場(chǎng) 亞運(yùn)之夜 用作手機(jī)的按鍵顯示、面板背光源、 照相閃光燈。 電視機(jī)、監(jiān)視器大量用 LCD（液晶）顯示屏，背光源用 LED，顯色質(zhì)量好，壽命長(zhǎng)，對(duì)環(huán)境無(wú)污染。 白光 LED 現(xiàn)代社會(huì)，照明光源用量巨大，耗能極大，對(duì)環(huán)境的污染嚴(yán)重。 1999年 10月，美國(guó) HP公司 R Haize 等人提出，半導(dǎo)體已在電子學(xué)方面完成了一場(chǎng)革命，第二場(chǎng)將在照明領(lǐng)域發(fā)生。 實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體照明光源就是要開(kāi)發(fā)白光 LED。 一．產(chǎn)業(yè)化的白光 LED技術(shù) 選用發(fā)射波長(zhǎng)為 460nm的InGaN藍(lán)光 LED芯片，安裝在支撐 LED的杯中，涂以含有YAGCe熒光粉的環(huán)氧樹(shù)脂或硅橡膠。 LED芯片發(fā)出藍(lán)光，藍(lán)光激發(fā)熒光粉產(chǎn)生較寬譜帶黃光，藍(lán)光與黃光混合而成為白光。 LED 采用 RGB三種基色 LED組成白光照明光源。 RGB三種色光比例要求嚴(yán)格，各色 LED發(fā)光隨時(shí)間會(huì)有不同的改變，需要有好的反饋機(jī)制和調(diào)光技術(shù) 。 LED/三基色熒光粉 用紫外光 GaN 或 InGaN LED芯片激發(fā)紅、綠、藍(lán)三基色熒光粉，產(chǎn)生紅、綠、藍(lán)色光混合而成白光。 已研發(fā)了多種技術(shù)，使白光 LED的顯色指數(shù) Ra可以大于 90，甚至 95。 LED 照明，必須是大功率器件。 太陽(yáng)的顯色指數(shù)為 100 二、照明工程 ⑴ 室內(nèi)照明 取代白熾燈、日光燈， LED還可兼任 室內(nèi)無(wú)線通信。 ⑵ 道路照明 亮度高，顯色性好。 白光 LED可以用在一切需要照明的場(chǎng)合 車(chē)用 LED燈比傳統(tǒng)車(chē)用燈節(jié)電、小型、可平面安裝、快速響應(yīng)、耐震動(dòng)、長(zhǎng)壽命。 ⑷ 礦燈 大功率 LED礦燈工作溫度不到 60℃ ，不會(huì)引起井下任何可燃?xì)怏w爆炸，是非常安全的。 ⑶ 汽車(chē)用燈 實(shí)現(xiàn)白光 LED照明可以減少全球用于照明的電量的 50%，減少全球總耗電的 10%。 全年合計(jì)節(jié)支 2500億美元，還可減少二氧化碳、二氧化硫等污染廢氣 。 白光 LED: 將帶來(lái) 21世紀(jì)宏偉的照明革命！ 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH
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