光电技术第三周周二已授课.pptVIP

三、固体发光光源 粉末场致发光光源 ——交流粉末场致发光光源 ——直流粉末场致发光光源 薄膜场致发光光源 发光二极管 Compound Semiconductors GaAs, InP, AlAs, GaN, GaAlN, GaInAs, GaInN…and Organics Semiconductors High mobility (Due to existence Optical phonon) Direct Band Gap: Can convert electricity to light (momentum conservation Direct band gap) Hetero-structure New and better (electric thermo conductivity) materials for electronic industry electro- Optics industry Semiconductor lasers LED * 2．白炽灯 白炽灯发射的是连续光谱，在可见光谱段中部 而在整个光谱段内和黑体辐射曲线平均相差2％。 图1—21示出灯的工作电压变化时灯参数的变化情况，可参照此曲线应用。 另一个特性是做灯丝的钨有正阻特性，工作时的热电阻远大于冷态时的电阻。 二、气体放电光源 发光效率高、 结构紧凑、 寿命长 光色适应性强等特点。 与白炽灯相比，具有 利用气体放电原理制成的光源称为气体放电光源。密封在泡壳内的气体或金属气体在电场的作用下激励出电子和离子，电子和离子从电场中获得能量分别向阴极和阳极运动，它们与气体原子或分子碰撞时会激励出新的电子和离子。这一过程中会引起原子的激发，受激原子回到低能级时就会发射出辐射。 光效 64 lm/W 色温 6000K 显色 90 光效 30 lm/W 亮度 ~105 色温 6000K 显色 ~80 光效 70 lm/W 二条共振辐射线，来自激发态向基态跃迁发出的特征谱线 压力展宽和多普勒加宽，出现连续谱 汞/氙灯 3．空心阴极灯 空心阴极灯（原子光谱灯），属于冷阴极低气压正常辉光放电灯。其阴极由金属元素或其他合金制成空心圆柱型，圆环形阳极是用吸气性能很好的锆材料制成的。空心阴极放电的电流密度可以比正常辉光放电时高10倍以上。 谱线很窄， 强度很大， 稳定性好 广泛用于原子吸收光谱仪中用做对微量元素吸收光谱定性或定量分析光源。 属于冷阴极辉光放电：正常辉光放电电流小，主要辐射工作气体的原子谱线；冷阴极放电阳离子经过很高的阴极位降区加速轰击阴极，溅射出阴极金属原子蒸汽，辐射出阴极金属原子的特征谱线 4.氘灯 氘灯是一种热阴极弧光放电灯，泡壳内充有高纯度的氘气。 氘灯有侧窗和端窗两种。由透紫外玻璃或石英玻璃制成。 氘灯产生的连续辐射从165nm-370nm，可作为很好的真空紫外光源。全光谱波段辐射的稳定度在2%/h左右，英国CATHODEON公司的端窗式30W氘灯的稳定度小于0.5% 。 目前，使用较多的是功率为30W的氘灯，200W氘灯已经面向市场，需要水冷装置。 氘灯 交流粉末场致发光光源的结构 发光材料(通常为ZnS：cu)悬浮在介电系数很高、透明而又绝缘的胶合介质中，并被两电极所挟持。背电极由金属导电膜制作，透明的SnO2导电膜作为另一电极。高介电系数的TiO2射不仅能有效地反射光，而且还有防止击穿作用。两电极之间没有导电支路，不能用直流激励。 粉末场致发光光源 直流粉末场致发光光源的结构与交流情况类似，但其发光材料的涂层是导电的CuxS，而不是大量分布在中间的绝缘胶合介质。直流场致发光吸收的能量等于通过发光体的传导电流与实际施加在发光体上电压的乘积。因此要求发光体与电极有良好的接触，有电流流过发光体颗粒。 (2)直流粉末场致发光光源 粉末场致发光光源 将固体发光材料制成薄膜的形式，在电场的作用下出现的发光现象，称为薄膜场致发光。在形式上，它与粉末场致发光极其相似，但在结构上有本质的不同。 主要特点： 发光体与电极直接接触，加之薄膜很薄(约1微米左右)，因而可获得低压直流场致发光，一般工作电压十几伏至几十伏。薄膜场致发光可以有很高的分辨率，成像质量高．显示对比度好，可制成各种形状，视角大，光线柔和，制备工艺简单，造价便宜等，在显示和显像方面是很有前途的发光器件。 薄膜场致发光光源 发光二极管；少数载流子在p-n区 的注入与复合而发光。 发光二极管 未加电压时，p-n结上形成一定势垒； 当加上正向偏压时，在外电场作用下，p-n结附近发生电子与空穴的复合，释放出能量部分以光发出。 发光二极管电流一电压特性和普通的二极管大