ELED - Википедия - ELED

An Светодиод с боковым излучением (ELED) соответствует требованию высокой яркости ВЕЛ, что обеспечивает высокую эффективность сопряжения с оптические волокна.

История

После эволюции лазер в 1960 году внедрение светодиодов в оптическая связь системы могли иметь место в 1970 году.[1] Краевые излучатели были разработаны в середине 1970-х годов.

Структура

По структуре внешне похожа на инжекционный лазерный диод. Их структура состоит из оптический волновод область, которая действует как проводник для света, излучаемого вдоль волновода за счет полного внутреннего отражения.[2]В конструкции светодиода этого типа используется структура модифицированного инжекционного лазера. Он также имеет большую активную область с достаточной разницей, так что волновод вокруг активной области направляет излучение на излучающую поверхность устройств.[3]

Используемый материал

Активная область круглой формы, присутствующая в середине активного слоя, образована GaAs. Длина активной области составляет от 100 до 150 мкм. оптические ограничивающие или световодные слои образованы AlGaAs.[4] Другие используемые материалы - сплав AlGaAsSb / GaSb и InGaAsP / InP.

Работающий

Механизм обратной связи подавлен для предотвращения перехода устройства в режим насыщенного излучения. На гетеропереходе (внешнем полупроводник слоев, используемых в качестве границ раздела между двумя материалами с гомопереходом), руководящим принципом для оптической мощности является полное внутреннее отражение, которое направляет мощность на излучающую грань светодиода по пути, параллельному переходу. Основная часть волновода направляет свет. Слой сердцевины в этом случае имеет более высокий показатель преломления, чем у оболочки. На границах области сердцевины, а также на верхней и нижней границах слоев оболочки происходит полное внутреннее отражение. При наличии прямого смещения с использованием Источник постоянного тока, рекомбинация электронов и дырок на тонком n-AlGaAs могла бы происходить. На краю активного слоя несколько фотоны сбежит. Кривая вольтамперной характеристики показывает, что за пределами порогового напряжения смещения ток увеличивается экспоненциально. Фотоны с малым углом падения будут направляться волноводом. Интенсивность излучаемого света линейно пропорциональна длине волновода. Излучаемый луч составляет половину мощности и находится в 30-градусной плоскости стыка. Излучаемая яркость луча определяется уравнением Bθ = B0 cosθ, где яркость луча в центре представлена ​​буквой B0

Чувствительность сцепления

ELED при соединении с одномодовым волокном будет демонстрировать улучшенную чувствительность связи к смещению волокна по сравнению с многомодовым волокном. Чувствительность к боковому смещению в остром направлении к плоскости соединения светодиода возрастает как минимум в три раза, независимо от используемой схемы связи. Также наблюдалась обратная связь между эффективностью связи пиков и чувствительностью к рассогласованию.[5]

Другие варианты

Сверхизлучающий светодиод

Это гибрид светодиода и лазера. Они обладают внутренним оптическим усилением и высокой плотностью мощности. Спектры мощности составляют 1-2% от центральной длины волны. Используется в оптических гироскопах.[6]

Сверхсветящийся светодиод

SLED Выбросы широкополосные и имеют высокую интенсивность по своей природе. Они подходят для использования с одномодовыми волокнами. Они находят свое применение в оптических компонентах для анализа.[2]

Преимущества

  • Снижение самопоглощения в активных слоях за счет прозрачного направляющего слоя с тонким активным слоем.[3]
  • При небольшой расходимости луча ввод большей оптической мощности в данное волокно.
  • Более высокие скорости передачи данных более 20 Мбит / с.

Преимущества перед поверхностными излучателями LED

  • Более направленная диаграмма излучения
  • Лучшая полоса модуляции
  • Высокая эффективность связи с использованием линзовой муфты
  • В числовую апертуру ступенчатых волокон и волокон с градиентным коэффициентом преломления можно ввести в 5-6 раз больше оптической мощности.

Недостатки

  • Сложная конструкция
  • Проблема с радиатором
  • Проблемы с механической обработкой
  • Дорогой

Рекомендации

  1. ^ Колимбирис (сентябрь 2004 г.). Волоконно-оптическая связь. Pearson Education. С. 64–. ISBN  978-81-317-1588-8.
  2. ^ а б Э. Фред Шуберт (8 июня 2006 г.). Светодиоды. Издательство Кембриджского университета. стр.389 –. ISBN  978-1-139-45522-0.
  3. ^ а б Сатиндер Бал Гупта; Ашиш Гоэль (декабрь 2011 г.). Системы оптической связи. Laxmi Publications Pvt Limited. С. 102–. ISBN  978-81-318-0439-1.
  4. ^ С. Виджаячитра (2013). Коммуникационная техника. Тата Макгроу-Хилл Образование. С. 443–. ISBN  978-1-259-00686-9.
  5. ^ Reith, Leslie A .; Шумате, Пол В. (1987). «Чувствительность сопряжения краевого светодиода с одномодовым волокном». Легкий технологический журнал. 5: 29. Bibcode:1987JLwT .... 5 ... 29R. Дои:10.1109 / JLT.1987.1075397.
  6. ^ «Светоизлучающий диод (LED)». Maltiel-consulting.com.