ВВЕДЕНИЕ

Внастоящем издание вошли исправленные и дополненные описания лабораторных работ по курсу Источники и приемники излучения, содержащиеся в учебных пособиях Ишанин Г.Г., Мальцева Н.К., Мусяков В.Л. «Источники и приемники излучения. Методические указания к лабораторным работам - СПб.: СПбГУИТМО, 2000.

Описания новых лабораторных работ, выполняемых студентами в рамках изучения курса Источники и приемники излучения, публикуются впервые.

Вучебно-методическом пособии краткие теоретические сведения предшествуют описанию установок и порядку проведения лабораторных работ,

сэтой информацией следует ознакомиться заранее перед тем, как приступить к выполнению работы.

Содержание отчета о проделанной работе, контрольные вопросы и литература для подготовки приведены после описания каждой работы.

Краткое описание используемой аппаратуры, правила оформления отчета и методика расчета погрешности измерения приведены в приложениях.

Для защиты отчета требуется ознакомиться с соответствующим

разделом курса лекций, а также иметь навыки решения задач,

опубликованных в пособии Ишанин Г.Г., МальцеваН.К., Мусяков В.Л. «Источники и приемники излучения. Пособие по решению задач» - СПб.: СПбГУИТМО, 2005.

3

Лабораторная работа «ИЗУЧЕНИЕ СПЕКТРАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ИЗЛУЧЕНИЯ

ПОЛУПОРОВОДНИКОВЫХ ИЗЛУЧАЮЩИХ ДИОДОВ»

Цели работы:

-изучить принцип действия и характеристики излучающих диодов; -изучить принцип действия и устройство спектрофотометра -изучить методику снятия спектральных характеристик

полупроводниковых излучающих диодов с помощью типовых оптикомеханических узлов в составе спектрофотометра;

-определить спектральные характеристики узкополосного и широкополосного излучающих диодов;

-исследовать имитацию белого излучения путем комбинации монохроматических составляющих;

Краткие теоретические сведения

Полупроводниковые излучающие диоды (светодиоды). Принцип действия полупроводниковых излучающих диодов (ПИД) или светодиодов (СД) основан на явлении электролюминесценции при протекании тока в структурах с p-n-переходом. Излучающие диоды выполняют функции,

противоположные	фотоприемникам,	т.е.	эффективно	преобразуют
электрическую	энергию в электромагнитное		излучение.	Когерентное

монохроматическое или спонтанное высвечивание (люминесценцию) в полупроводниковых структурах с p-n-переходом можно получить рядом методов возбуждения (накачки): оптическое возбуждение, воздействие пучком

быстрых электронов с высокой энергией, возбуждение	импульсами
электрического тока (ударной ионизацией) и др.

Наибольшее распространение получил метод возбуждения ПИД импульсами электрического тока при инжекции носителей в p-n- переход. Рассмотрим инжекционное возбуждение на примере p-i-n- перехода (рис. 1):

а - расположение энергетических зон и уровня Ферми светодиода

сp-i-n переходом;

б- механизм рекомбинации в модели зон полупроводника (I - переход типа зона-зона; II – зона примесный уровень; III - переход с возбуждением электрона в зоне проводимости).

В идеальном полупроводнике при температуре абсолютного нуля валентная зона полностью занята электронами, а зона проводимости полностью свободна, и полупроводник является изолятором. При температуре выше абсолютного нуля вследствие теплового возбуждения часть валентных электронов переходит в зону проводимости; в валентной зоне при этом возникают свободные места - дырки.

4