Сила излучения (Ie) и сила света (IV)

- характеризует пространственную плотность заряда.

I_e,[Вт/ср]; I_v,[Лм/ср] = [кд (кандела)];

 =  / r² – телесный угол, т.е. отношение площади шарового сегмента к квадрату

радиуса сферы.

Энергетическая яркость (Ме) и энергетическая светимость (Мv)

Эти параметры характеризуют излучение единицы площади излучающей поверхности.

М_е,v =

Энергетическая яркость и световая яркость: L_e,v = =

Это отношение силы излучения внутри данного телесного угла, опирающегося на площадку S, площади , проекции этой площадки на плоскость перпендикулярную направлению излучения.

Энергетическая освещённость Еe,V

Характеризует поверхность, принимающую излучение: Е_e,v =

Е_e,[Вт/м²]; Е_v,[Лм/м²] = [Лк (Люкс)];

Перевод энергетических характеристик в световые: Ф_v / Ф_е = К()

Люминесценция полупроводников

- это не тепловое электромагнитное излучение, обладающее длительностью, значительно превышающей период световых колебаний. (10^-14 сек.)

В отличие от рассеяния света, люминесценция может продолжаться некоторое время, после отключения электрической энергии!!! Люминесцировать могут твёрдые, жидкие и газообразные тела. В оптоэлектронике используется люминесценция примесных полупроводников с широкой запрещённой зоной (для управления длиной и светом излучения). Широкая запрещённая зона нужна для перекрытия всего оптического диапазона и формирования определённой длины волны!

Самая простая ---- ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ:

Структурная схема полупроводника

1-ый переход: квант возбуждающей энергии, поглощается центром люминесценции, или кристаллической решеткой основного вещества 2-ой переход. Таким образом, полупроводник запасает «светосумму». В полупроводнике центры рекомбинаций делятся на: центры излучения и центры гашения!!!

В центрах излучения, происходит превращение энергии электрона в энергию излучения!

В центрах гашения, энергия электрона превращается в теплоту!

Резюме: для того, чтобы полупроводник получил некоторую «светосумму», надо вывести его атомы из термодинамического равновесия, т.е. возбудить! Это достигается при помощи освещения. На втором этапе, полупроводник отдаёт запасённую «светосумму», при переходе электрона с более высокого энергетического уровня на низкий!

На практике используют ИНЖЕКЦИОННУЮ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЮ:

- для светоизлучающих диодов!

Она возникает в «p-n» переходе, находящемся под напряжением! Генерация оптического излучения «p-n» перехода объединяет два процесса:

1. Инжекция носителей из эмиттера в базу.

2. Электролюминесценция в базовой области.

Здесь инжекция практически одностороння и для её увеличения, увеличивают ток!

 = I_n / I = I_n / (I_n + I_p + I_{рекомб.} + I_тунел. + I_{поверхнос.}),

где  - коэффициент инжекции.

Инжектируемые в p – Базу электроны, рекомбинируют с электронами вблизи «p-n» перехода. При этом наблюдается: излучательная и безизлучательная рекомбинации.

_э (эта) = , где _э - внутренний квантовый выход;

n_излуч. – число актов излучательной рекомбинации;

n_{рекомб.} – полное число актов рекомбинации.

_э - зависит от условий изготовления «p-n» перехода и от прямого тока!

 - увеличивается с увеличением температуры, но эффективность _э падает!