Самохвалов М.К. Элементы и устройства оптоэлектроники

Рассматриваются основные оптоэлектронные элементы и устройства: источники и приемники оптического излучения, оптроны и оптоэлектронные микросхемы, индикаторные устройства, волоконно-оптические системы. Изложены физические основы работы, конструкции и технологии изготовления, основные параметры и области применения оптоэлектронных приборов.

СКАЧАТЬ 1,75 Mb

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
СВОЙСТВА И ХАРАКТЕРИСТИКИ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ . . 6
СВЕДЕНИЯ ИЗ ФОТОМЕТРИИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7
ИСТОЧНИКИ ИЗЛУЧЕНИЯ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Возбуждение оптического излучения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Основные параметры источников излучения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Светодиоды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Материалы СИД . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16
Разновидности инжекционных излучающих диодов . . . . . . . . . . . . . . . . .17
Оптический выход излучения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18
Свойства и особенности инжекционных излучающих диодов . . . . . . . . 21
Лазеры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21
Полупроводниковые инжекционные лазеры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21
Разновидности и конструкции инжекционных лазеров . . . . . . . . . . . . . . 23
Газовые лазеры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25
Твердотельные лазеры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Полупроводниковые лазеры с электронным возбуждением . . . . . . . . 27
Лазерное оборудование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
ПРИЕМНИКИ ИЗЛУЧЕНИЯ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29
Поглощение света в твердых телах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29
Основные характеристики и параметры фотоприемников . . . . . . . . . .31
Болометры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Пироэлектрические приемники . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Фоторезисторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34
Фотодиоды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36
P-i-n-фотодиоды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37
Фотодиоды с барьером Шоттки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39
Гетерофотодиоды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40
МДП-фотодиоды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .41
Лавинные фотодиоды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Фототранзисторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
МДП-фототранзисторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Гетерофототранзисторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46
Фототиристоры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47
Фотоприемники световых образов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48
Фоточувствительные приборы с зарядовой связью . . . . . . . . . . . . . . . . 49
МДП-фотодиодные многоэлементные приемники . . . . . . . . . . . . . . . . . ..51
Сканисторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
Кремниконы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52
Солнечные батареи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53
ОПТРОНЫ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
Элементы оптронов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .57
Основные параметры оптронов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
Резисторные оптроны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
Диодные оптопары . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
Транзисторные оптроны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61
Тиристорные оптроны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Разновидности оптронов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .62
ИНДИКАТОРЫ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .65
Физиологические основы восприятия излучения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Многообразие индикаторов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
Оптоэлектронные индикаторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .70
Вакуумные накальные индикаторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
Газоразрядные индикаторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
Вакуумные катодолюминесцентные индикаторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
Полупроводниковые индикаторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
Порошковые электролюминесцентные индикаторы . . . . . . . . . . . . . . . . .78
Тонкопленочные электролюминесцентные индикаторы . . . . . . . . . . . . . .80
Жидкокристаллические индикаторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
Электрохромные индикаторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .89
Электрофоретические индикаторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
Электролитические индикаторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
Экраны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .90
Электронно-лучевые трубки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .92
Газоразрядные экраны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .94
Жидкокристаллические экраны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
Электролюминесцентные экраны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .97
Тонкопленочные электролюминесцентные экраны . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
Проекционные системы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100
ОСНОВЫ ВОЛОКОННОЙ ОПТИКИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
Световоды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .101
Распространение света в световодах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
Дисперсия световодов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .104
Затухание излучения в световоде . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .107
Техническая реализация ВОЛС . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
Оптические волокна . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .110
Волоконно-оптические кабели . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
Передающие и приемные модули . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
Коммутационные элементы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
Развитие волоконно-оптических линий связи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
ЗАКЛЮЧЕНИЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .122
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .123

Copyright®  Grey  2006