Свето-излучающие диоды и их применение - Мухитдинов М.
Скачать (прямая ссылка):
»-оо
Если обозначить через ai(A) спектр излучения, а через а(Х)— регистрирующую часть, то наблюдаемое распределение энергии в плоскости
-^*оо
Ф,(А) = j a, (X'—X)f{X)dX;
—*00
*"f* 00 vs ^
a(A)= j C12 (X'—A)cii(A)<iA.
p— 00
Следует отметить, что если ширина спектральной линии поглощения или поглощение много меньше ширины спектра излучения, то спектральная характеристика источника не принимается во внимание.
На практике для распространенных источников излучения и полос поглощения справедливы функции в виде прямоугольного треугольника, трапеции или колоколообразной функции. Совместимость по длине волны может иметь определяющее значение, если спектр излучения и спектральная характеристика фотоприемника узкополосные. Для определения эффективной связи по потоку необходимо произвести интегрирование произведения спектров всех элементов, входящих в систему; тогда фототок имеет вид
[ 5м Л15ф d Л
1ф = ФА—-----------f
j 5и d ^
где SH—нормализованный спектр излучения источника; М— коэффициент пропускания среды; /ф — чувствительность приемника.
Немаловажное значение имеют предел разрешения и разрешающая способность при использовании светоизлучающих диодов 66
в двух-, трех- и многоволновых устройствах, так как в ряде случаев из-за максимального сближения спектральных полос происходит взаимное перекрытие спектров.
Предел разрешения — это угловая или линейная величина, характеризующая расстояние между двумя монохроматическими спектральными линиями одинаковой интенсивности.
Для теоретической оценки наиболее часто используют критерий Рэля, согласно которому две спектральные линии одинаковой интенсивности находятся на пределе разрешения, если суммарная интенсивность посередине между линиями составляет приблизительно 80% интенсивности в главных максимумах.
Если спектральные характеристики не имеют точек перегиба, то для оценки предела разрешения используют другой критерий, а именно; две спектральные линии одинаковой интенсивности считаются разрешенными, если они расположены друг от друга на расстоянии 61, равном половине ширины этих линий. В этом случае суммарная интенсивность посередине между ними составит приблизительно 83% интенсивности каждой из спектральных характеристик. Следует отметить, что предел разрешающей способности также зависит от спектральных характеристик фотоприемника.
В общем случае выражение для фототока может быть представлено в виде
/ф = &| ехр[—pa{X)nL]0{X)S{\)d%~ »k J [1—pa(K)nL]0(K)S(X)dK,
где pa(K)nL<l; k—контролируемая константа; p — концентрация детектируемого вещества; a(X)—спектральная зависимость массового коэффициента поглощения; L, п — длина оптического пути при однократном прохождении кюветы и кратность прохождения; Ф(Х)—спектральное распределение излучения излучающего диода; S (Я)—спектральная зависимость чувствительности фотоприемника.
Спектральная чувствительность в данном участке спектра с достаточно высокой точностью может быть аппроксимирована линейной зависимостью вида
5 (Я) =S0 +vX,
где v — коэффициент пропорциональности.
Для спектральной зависимости массового коэффициента поглощения а(Х) в настоящее время имеются протабулированные ап-проксимационные соотношения.
67
ПРИЛОЖЕНИЕ
Таблица П1. Фотометрические и электрические параметры некоторых типов светоизлучающих диодов
Тип прибора Исходный материал Корпус Цвет свечения, длина волны, им Сила света Л) ПРИ ^пр 10 мА, мкд Угол излучения 0 (типовое значение), град Постоянное пря-, мое напряжение С7Нр, В, не боям
мии. макс.
ЗЛ341Б; GaP:Zn—О Металло- Красный, 0,5 1,5 60 2,8
АЛ341Б стеклянный 00 НМ
ЗЛ341Г; GaP:N To же Зеленый, 0,5 1,5 60 2,8
АЛ 341Г hmax — 565 НМ
ЗЛЗИЕ; GaP:N » » Желтый, 0,5 1,5 60 2,8
АЛ314Е Zn—О Яэф=580 нм
АЛ336Б; GaAlAs Полимерный Красный, 20; 40 50; 150 10; 10 2,0;
АЛ336К 'hmax — 660 НМ 2,0
АЛ336Г; GaP:N To же Зеленый, 15; 20 25; 50 15; 15 2,8;
АЛ336И Яmax—565 НМ 2.8
АЛ336Е; GaP:N Желтый, 10; 15 20; 25 15; 15 2,8;
АЛ336Ж Zn—0 Хэф=580 нм 2,8
АЛ307КМ GaAlAs Красный, 2 5 50 2,0
Aitпах — 660 НМ
АЛ307НМ * GaP:N » » Зеленый, 6 10 50 2,8
Атазй—565 НМ
АЛС331А * GaP Металло- Красный 0,6 1,5 40 4,0
стеклянный Зеленый
ЗЛС331А GaP То же Красный 0,25 1,0 60 3,0
Зеленый
* При /пр = 20 мА.
Таблица П2
Цвет свечения Исходный материал Внешний квантовый выход излучения, % Сила света Л> ПРИ Лгр“ «10 мА, мкд « щ я я к 5 EJ ??а
тип. | макс тип. 1 макс. Ч и
Красный
Красный
Оранжевый
Желтый
Зеленый
GaP:Zn, О 0,5 1,0 50 100 60
Gao.7Alo.3As 2,0 4,0 175 400, 4000 40, 10
GaP:N, О — — 75 150 40
GaP:N, О — — 75 250, 1000 40, 25
GaP;N 0,05 0,2 100 250, 2000 40, 25
68
При /пр—5 мА. При /пр—Ю мА При /пр=*20 мА
to
й
о
>
>
СО
О
55
>
СО
О
>
со
О
S
>
СО
о
W
>
со
о
*
>
со
о
-а
>
со
о
D1
СЛ
О
Н
о
Н
СЛб со СО К s=f
о II н 1 В
5«
О Сл
о
&э
43
5 w
о Ф ТР ы
а
о
СО
",Г-
он “
О II S
Е
к«
сл
о
to
to
to
00
о
О»
ЧЭ
Й
О
Г 5 О
в* й/с
О
о
о
К« Сй Я
о
«о
сл
о
to
