Контрольні запитання

1. Що таке чутливість, інтегральна чутливість, спектральна чутливість?

2. Як можна виміряти відносну спектральну характеристику чутливості фотоприймача ?

3. Параметри чутливості, спектральні параметри і характеристики чутливості, їх визначення.

4. Якими методами можна здійснити градуювання спектрального приладу ?

5. В чому полягає принцип дії фотодіода ?

Список основної літератури

1. Источники и приёмники излучения: Учебное пособие для студентов оптических специальностей вузов/Г.Г.Ишанин, Э.Д.Панков, А.Л.Андреев, Г.В.Польщиков. – СПб.: Политехника, 1991. - С. 76-79;86-89;95-97;112-114.

2. Геда Н.Ф. Измерение параметров приборов оптоэлектроники/ Под ред С.В.Свешникова. – М.: Радио и связь, 1981. - С. 126-130.

3. Введение в технику измерений оптико-физических параметров световодных систем/ Под ред. А.Ф.Котюка. – М.: Радио и связь, 1987. - С. 150-163.

4. ГОСТ 17772-88. Приёмники излучения полупроводниковые фотоэлектрические и фотоприёмные устройства. Методы измерения фотоэлектрических параметров и определения характеристик. –М.: Изд-во стандартов,1988. - С.34-38.

Список додаткової літератури

1. Кайдалов С.А.Фоточувствительные приборы и их применение: Справочник.-М.: Радио и связь, 1995.- 120 с

Додаток 1

Значення оберненої лінійної дисперсії монохроматора УМ – 2

Додаток 2

Значення відносної спектральної характеристики чутливості

атестованого фотодіода

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 2

Тема: вимірювання потужності джерел випромінювання

Вимірювання потужності випромінювання світлодіода

Мета роботи: освоїти методику вимірювання потужності випромінювання (ПВ) світлодіода (СД) методом заміщення на фотометричній кулі (ФК).

Завдання

1. Ознайомитися з методами вимірювання ПВ світлодіодів і технічною документацією на обладнання.

2. Виміряти залежність ПВ світлодіода від струму живлення (ватамперну характеристику).

3. Дослідити залежність коефіцієнта корисної дії (ККД) світлодіода від струму живлення.

4. Оцінити похибки вимірювань.

Обладнання і матеріали

Фотометрична куля; атестований світлодіод (АЛ307); світлодіод для тестування (АЛ307); блок живлення світлодіодів (Б5-49); кремнійовий фотодіод; вольтметри (В7-21А).

Теоретична частина

Джерело випромінювання - базовий елемент волоконно-оптичних ліній звязку. Як джерело використовують напівпровідникові джерела випромінювання - світлодіоди (СД) і лазерні світлодіоди (ЛСД). Перші є некогерентними джерелами, а другі – когерентними.

Основні параметри СД : пряма напруга - U_ПР; потужність випромінювання - P; сила випромінювання - I; довжина хвилі в максимумі випромінювання - _MAX; напівширина спектра випромінювання - _0,5; коефіцієнт корисної дії - .

Основні характеристики СД : ватамперна характеристика – P=f(I_ПР); спектральна характеристика – Р=f(); частотна характеристика – К=f(); індикатриса випромінювання – І=f().

У ВОЛЗ переважно використовують інжекційні СД. Фізична основа роботи таких СД - інжекційна електролюмінісценція. В даний час більшість СД виготовляються на основі гетеропереходів у системах АlGaAs/GaAs для діапазону довжин хвиль 0.8-0.9 нм і GaIn/AsP – для 1.2-1.7 нм.

Одна з найважливіших характеристик СД - ватамперна характеристика - залежність потужності випромінювання (Р) від прямого струму накачки (І_ПР) – P=f(I_ПР). Характерні ватамперні характеристики інжекційного СД наведені на рис. 1.

СД мають досить лінійну залежність потужності від струму інжекції, а підвищення температури приводить до зменшення потужності оптичного випромінювання.

Потужність випромінювання СД (енергетичний потік випромінювання) можна визначити шляхом числового інтегрування, якщо відомий розподіл сили випромінювання по кутах випромінювання.. Але такий шлях досить трудомісткий. Більш зручне вимірювання потоку за допомогою фотометричної кулі – кулі Ульбрихта.

СД розміщують усередині кулі (рис. 2), що має дифузно відбиваюче покриття з високим коефіцієнтом відбивання R.

Рис. 2.Схема вимірювання потоку випромінювання: 1 – фотометрична куля; 2 – світлодіод; 3 – фотоприймач; 4 – захисний екран.

Потік випромінювання Ф створює первинну опроміненість на стінках кулі Е_О, яка залежить від сили випромінювання в даному напрямку і відстані до певного елемента кулі dA. Відбиваючись від поверхні, він створює в довільній точці В кулі вторинну опроміненість Е₁ , яка визначається співвідношенням

,

де В₁ – енергетична яскравість елемента dA в напрямку точки В. Якщо поверхня кулі відбиває за законом Ламберта, то

і тоді

.