【正文】 ⑶ 汽車用燈 實現(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%。 太陽的顯色指數(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)無線通信。 RGB三種色光比例要求嚴(yán)格，各色 LED發(fā)光隨時間會有不同的改變，需要有好的反饋機制和調(diào)光技術(shù) 。 實現(xiàn)半導(dǎo)體照明光源就是要開發(fā)白光 LED。 夢幻廣場 亞運之夜 用作手機的按鍵顯示、面板背光源、 照相閃光燈。 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可見光波段，發(fā)光效率高。 超高亮度 LED 法向強度在 1000mcd以上的紅、綠、藍(lán) LED ,光效達(dá) 50～ 100 lm/W。 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 。 高發(fā)光效率的白光 LED，節(jié)能環(huán)保的照明工程。對其正向注入電流，電子與空穴復(fù)合發(fā)光，是非相干光。 發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)是半導(dǎo)體 PN結(jié) 。 Yb3+能級為簡單的二能級，亞穩(wěn)態(tài)壽命長，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)定的強激光。 五、高功率光纖激光器 光纖激光器光束質(zhì)量高，可大功率，無需水冷，結(jié) 構(gòu)緊湊小巧，對激光加工、激光醫(yī)療相當(dāng)有吸引力。 摻 Er3+、 Tm3+、 Pr3+光纖放大器和拉曼光纖放大器對于光纖通信系統(tǒng)非常重要。 ⑤ 耐高振動、高沖擊；工作壽命長，可達(dá) 10萬小時。 ② 光纖損耗小；激光場約束在纖芯內(nèi)，能產(chǎn)生甚高亮 度和甚高峰值功率，閾值低、僅數(shù)毫瓦。泵浦光在內(nèi)外包層界面上全反射，反復(fù)穿過纖芯不斷激勵工作物質(zhì)。 ?環(huán)形腔 ?光柵諧振腔 在增益光纖的兩端熔接光纖布拉格光柵（ FBG）而構(gòu)成 。 ?摻 Tm3+光纖激光器， 可輸出 1435～ 1500nm波長激光，光纖通信波長。 摻雜光纖激光器由增益介質(zhì)、諧振腔和光泵浦源三部分組成。波導(dǎo)截面是幾微米尺度，用光刻技術(shù)制得各種光波導(dǎo)。 纖芯中摻入稀土離子 Nd3+、 Er3+、 Pr3+、 Tm3+、Yb3+,→ 有源光纖 , 光泵浦，激光器的工作物質(zhì)。 EAM與 LD集成，實現(xiàn)光調(diào)制， 3dB帶寬為 14GHZ。 ?大功率 LD 作為固體激光器、光纖放大器的泵浦光源；光存儲、光印刷光源； 激光加工、激光醫(yī)療 光源 產(chǎn)生大功率 LD的途徑： ﹡ 提高單個 LD的輸出功率； ﹡ 發(fā)展列陣 LD:一維 LD列陣 。甚至可實現(xiàn)無閾值激光器。 ?微腔 LD 如應(yīng)變量子阱（ SLQW）結(jié)構(gòu)，調(diào)制頻率已達(dá) 30GHZ以上。 光通信 光盤存儲、光顯示 激光印刷、信息處理、辦公自動化設(shè)備 激光加工、激光醫(yī)療 各種半導(dǎo)體激光器需求量極大，是光電子產(chǎn)業(yè)的重要支柱。 ～ 8176。 1. PI特性 2. 光譜特性 I＜ Ith I＞ Ith 單縱模 LD是矩形光波導(dǎo) :厚度為 d，條形寬度為 W 。 斜率效率。 ?在高速調(diào)制時仍然保持單縱模特性。 三、實用中代表性的 LD的結(jié)構(gòu) 閾值電流 Ith 注入電流 I＞ Ith ,才能形成激光。自建電場的方向由 N區(qū)指向 P區(qū)， P區(qū)、 N區(qū)的電子能級差為： pfnfDD EEqUUq ?????? )()(PN結(jié)加上正向電壓時，熱平衡被破壞， PN結(jié)區(qū)勢壘降低，實現(xiàn)了粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布。 研究趨勢 用 LD泵浦 晶體得到 1064nm激光， 再用 KTP晶體進行腔內(nèi)倍頻，得到 532nm綠激光。 下圖是縱向、雙端面泵浦 一個橫向、側(cè)面泵浦的激光器 市場上高功率的 LD泵浦固體激光器都是 用側(cè)面泵浦方式，輸出功率可達(dá) 6000W以上。 423 : OB eAlCr ?可調(diào)諧范圍 700800nm。 已經(jīng)實現(xiàn)了 KW級大功率輸出，廣泛用于激光加工、激光醫(yī)療、科學(xué)研究之中。 是近年來發(fā)展起來的新型激光器，具有一系列獨特的優(yōu)點。 與結(jié)平面垂直的晶體解理面構(gòu)成 FP諧振腔。 輸出激光波長可以在很寬范圍內(nèi)調(diào)諧 ， 有極好的光束質(zhì)量 。 工作物質(zhì)是摻雜的晶體或光學(xué)玻璃 ， 光泵浦 。 激光冷卻可將原子冷卻到 20nK， 接近絕對零度 ， 量子冷卻到基態(tài) ， 為量子光學(xué)和量子力學(xué)的實驗研究準(zhǔn)備了條件 。 780nm達(dá) 4fs， 相當(dāng)該光 ， 用超短激光脈沖研究光合作用 ， 能看到皮秒 （ 1ps = 1012s） 或飛秒 （ 1fs = 1015s） 內(nèi)發(fā)生的變化； ４ 、 最精密光刻 。 機理 激光形成 ?電泵浦或光泵浦； ?造成工作物質(zhì)中粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布 ， 自發(fā)輻射引發(fā)受激輻射； ?諧振腔對輻射光波選頻放大。 只有當(dāng) 光在腔內(nèi)來回一次，增益大于損耗才能產(chǎn)生激光。 有諧振腔，偏離腔軸線的光子來回幾次后最終逸出腔外。 例如激光的三能級系統(tǒng) : 泵浦使原子吸收能量躍遷到高能態(tài) E3。 實現(xiàn)反轉(zhuǎn)的物質(zhì)叫激活介質(zhì)（或者叫激光工作物）。 E2 E1 E2 E1 ?受激輻射 處于高能態(tài)的原子，在自發(fā)輻射之前，受外來光子的誘發(fā)，在 E2 躍遷到 E1 的同時，發(fā)射一個與外來光子全同的（同方向、同頻、同相位、同偏振）光子。 長弧氙燈 : 短弧氙燈 : 脈沖氙燈 : 日光色點光源 大范圍照明光源 脈沖 時間極短（ nS～ pS)，光很強 ,用于光泵、光信號源、 照相制版、高速攝影 五、氘燈 泡殼內(nèi)充有高純度的氘氣 燈 的紫外輻射強度高、穩(wěn)定性好、壽命長，常用作連續(xù)紫外光源（ 185～ 400nm）。 鏑燈（碘化鏑、碘化鉈）： 色溫 6000K。 高壓鈉燈： 接近白光，亮度高，用于照明光源。 可見輻射加強，呈帶狀 光譜，可作 高效照明光源。 ② 電極牢固緊湊，耐震，抗沖擊。形成鹵鎢循環(huán)。色溫約 2800K,輻射光譜約 ～ 3μ m。 m? ? ?ebMT絕對黑體的溫度決定了它的輻射光譜分布 灰體： α(λ ， T)＜ 1的