Излучающая гетероструктура с внутренним усилением инжекции



Излучающая гетероструктура с внутренним усилением инжекции
Излучающая гетероструктура с внутренним усилением инжекции
Излучающая гетероструктура с внутренним усилением инжекции
Излучающая гетероструктура с внутренним усилением инжекции
Излучающая гетероструктура с внутренним усилением инжекции
Излучающая гетероструктура с внутренним усилением инжекции

 

H01L33/00 - Полупроводниковые приборы по меньшей мере с одним потенциальным барьером или с поверхностным барьером, предназначенные для светового излучения, например инфракрасного; специальные способы или устройства для изготовления или обработки таких приборов или их частей; конструктивные элементы таких приборов (соединение световодов с оптоэлектронными элементами G02B 6/42; полупроводниковые лазеры H01S 5/00; электролюминесцентные источники H05B 33/00)

Владельцы патента RU 2576345:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт физических проблем им. Ф.В. Лукина" (RU)

Изобретение относится к полупроводниковым приборам, а более конкретно к светодиодам и лазерам на основе гетероструктур. В активную область известного типа излучающих p-n-гетероструктур предлагается ввести дополнительный узкозонный слой. Этот слой играет роль поглотителя излучения из более широкозонной области излучательной рекомбинации, в результате чего в этом узкозонном слое возникают неравновесные носители заряда. Параметры узкозоннго слоя таковы, что в результате в нем происходит накопление носителей заряда и последующий термический выброс их в широкозонный слой активной области. Выброшенные носители заново рекомбинируют в широкозонном слое и описанный процесс повторяется заново. Это приводит к заметному увеличению концентрации неосновных носителей как в узкозонном, так и в широкозонном слоях активной области. Увеличение концентрации носителей повышает внешний квантовый выход излучающих приборов на основе такой гетероструктуры. Неравновесные носители, выброшенные из узкозонного слоя, могут приводить к самоохлаждению этого слоя, улучшая тем самым условия для излучательной рекомбинации в нем. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к полупроводниковым приборам, а более конкретно к светодиодам и лазерам на основе многопроходных гетероструктур.

Известна многопроходная p-n-гетероструктура, в которой в активную излучающую область встроен дополнительный узкозонный слой в виде квантовой ямы [1]. За счет эффектов многократного прохождения излучения внутри кристалла гетероструктуры и его переизлучения концентрация носителей в активной области повышается и это приводит к понижению порога лазерной генерации в квантовой яме. Данная структура взята в качестве аналога изобретения. Недостатком такой структуры является то, что она практически перестает работать в режиме многопроходности и переизлучения при наличии поглощающей подложки.

В структуре, описанной в авторском свидетельстве [2] и принимаемой в качестве прототипа, в активную область излучающей структуры, заключенной между двумя широкозонными ограничивающими слоями, встроен дополнительный узкозонный слой с шириной запрещенной зоны по крайней мере на 0.1·kT меньше ширины запрещенной зоны, чем в области излучательной рекомбинации и толщиной его не менее обратной величины коэффициента поглощения излучения из области излучательной рекомбинации. При этом разница ширин запрещенных зон Δ по крайней мере на одном из гетеропереходов между дополнительным слоем и областью излучательной рекомбинации связана с другими параметрами этих областей соотношением:

где d0, τ0, Р0, s0 - соответственно толщина, время жизни неосновных носителей, концентрация неосновных носителей, скорость поверхностной рекомбинации на гетеропереходах, относящихся к дополнительному узкозонному слою, d, τ, Р, Lэф - толщина области излучательной рекомбинации, время жизни, концентрация основных носителей, эффективная диффузионная длина неосновных носителей соответственно в той части области излучательной рекомбинации, для которой справедливо соотношение (1).

В такой гетероструктуре при инжекции неосновных носителей возникает излучение в активной области. Это излучение из области рекомбинации поглощается в дополнительном узкозонном слое, генерируя в нем электронно-дырочные пары. Концентрация носителей в дополнительном узкозонном слое повышается и высокоэнергетичная часть их вытекает в область излучательной рекомбинации. Затем процесс с вытекшими носителями в области излучательной рекомбинации повторяется. Концентрация неосновных носителей в итоге повышается как в дополнительном узкозонном слое, так и в области излучательной рекомбинации. Это приводит к повышению внешнего квантового выхода из гетероструктуры. Причем это возможно не только в многопроходных гетероструктурах, но и в структурах с неудаленной поглощающей подложкой.

Однако приведенные выше критерии существования такого процесса накопления носителей заряда в p-n-гетероструктуре при более точном расчете, в котором учитывается и самопоглощение излучения в самом дополнительном узкозонном слое, оказываются несколько иными. Во-первых, в выражении (1) поверхностная рекомбинация представлена как излучательный процесс, хотя этот процесс безызлучательный, поэтому s0τ0 должно быть удалено. Во-вторых, неучтено самопоглощение излучения в дополнительном узкозонном слое. Учет такого самопоглощения был проведен и получено следующее выражение для тока рекомбинации носителей в такой структуре.

где β0 и β1 - внутренние квантовые выходы из дополнительного узкозонного и широкозонного слоев активной области соответственно, ω0 - доля излучения, которая претерпевает самопоглощение в дополнительном узкозонном слое, ω1 - доля излучения из широкозонного слоя активной области, которая поглощается в дополнительном узкозонном слое, Δ1 - разница ширин запрещенных зон между дополнительным узкозонным слоем и одним из широкозонных слоев области излучательной рекомбинации (см. рисунок 1). Следует заметить, что когда d0 или d1 больше диффузионной длины неосновных носителей Lэф, то они заменяются на L0эф или L1эф Для того чтобы структура работала в режиме накопления носителей заряда в области излучательной рекомбинации и в дополнительном узкозонном слое, необходимо, чтобы Iрек. было больше, чем Iинж.. Из этого условия вытекает требование, чтобы β1ω1>0.5. Поскольку β1 и ω1, не могут превышать единицу, то очевидно, что β1 и ω1 должны быть больше 0.5 и β1ω1, должно быть меньше единицы. При переходе к высокому уровню инжекции в активной области β1ω1 может быть близко к единице. Второе требование, вытекающее из условия Iрек.>Iинж., состоит в том, что

Здесь β0, как и β1 можно считать близким к единице, а ω0 связано с поглощением собственного излучения и в гетероструктуре с подложкой может доходить до 0.6÷0.7 и всегда меньше, чем поглощение более коротковолнового излучения из широкозонного слоя активной области ω1, которое в такой же структуре может быть 0.7÷0.9. Поэтому правая часть выражения (3) может быть в пределах 0.3÷1. В гетероструктуре без поглощающей подложки (в многопроходной гетероструктуре) правая часть (3) может быть значительно меньше единицы. Таким образом, требование (3) преобразуется в условие для работы гетероструктуры с внутренним усилением инжекции, которое можно записать в виде d 1 d 0 exp ( Δ 1 k T ) > 1 .

Учтем далее, что величина ω1 определяется коэффициентом поглощения излучения k0 и толщиной дополнительного узкозонного слоя d0 и равна ω1=1-exp(-k0d0). Из условия β1ω1>0.5 можем найти нижнюю границу толщины дополнительного узкозонного слоя d0. Поскольку ω 1 = 1 exp ( k 0 d 0 ) > 0.5 / β 1 получаем d 0 1 k 0 ln ( 1 1 0.5 β 1 ) = 1 k 0 ln ( β 1 β 1 0.5 ) , где 0.5<β1<1. Для соединений А3В5 k0>5·103 см-1 [3]. При β1≈1 находим, что d0≈1.4·10-4 см. При β1ω1 приближающемся к единице, можем найти верхнюю границу толщины дополнительного узкозонного слоя d0. При β1ω1=1-exp(-k0d0)→1, получаем ехр(-k0d0)→0, т.е. d0 стремится к бесконечности.

Это означает, что для d0 существует только ограничение снизу. Однако толщину дополнительного узкозонного слоя d0 нецелесообразно делать больше эффективной диффузионной длины неосновных носителей.

Следует заметить, что вытекание неосновных носителей заряда из дополнительного узкозонного слоя может быть значительно облегчено, если дополнительный узкозонный слой легировать сильнее, чем область излучательной рекомбинации [4]. Особенно это становится наглядным на примере, когда

где р0 и р - концентрации носителей, соответствующие легированию дополнительного узкозонного слоя и широкозонного слоя области излучательной рекомбинации соответственно, Δ равно Δ1, или Δ2 - разрывы ширин запрещенных зон на левом и правом гетеропереходах у дополнительного узкозонного слоя (см рисунок 1). Энергетическая зонная диаграмма, соответствующая условию (4), представлена на рисунке 2а, где дно зоны проводимости дополнительного узкозонного слоя оказывается выше дна зоны проводимости как в широкозонном слое толщиною d1, так и в широкозонном слое толщиною d2, облегчая тем самым вытекание носителей из дополнительного узкозонного слоя. Условие (4) справедливо также и для активной области n-типа проводимости k T ln n 0 n Δ , где n0 и n - концентрации носителей, соответствующие легированию дополнительного узкозонного слоя и широкозонного слоя области излучательной рекомбинации, соответственно. В общем случае формулу можно представить в виде N 0 N 1 exp ( Δ k T ) , где N0 и N1 - концентрации носителей, относящиеся к дополнительному узкозонному слою и широкозонному слою области излучательной рекомбинации, соответственно.

Энергетическая зонная диаграмма на рисунке 2а справедлива при низком уровне инжекции. При высоком уровне инжекции она изменится.

Рассмотрим далее, что происходит при высоком уровне инжекции в активную область. При протекании тока через p-n-гетероструктуру концентрации носителей в дополнительном узкозонном слое и в области излучательной рекомбинации на границах с этим слоем связаны, в соответствии с [4], соотношениями:

где р1, р2 и р0 - концентрации основных носителей (пусть это будут дырки) в слоях, толщины которых d1, d2, d0 соответственно. Справедливость сохранения квазиуровня Ферми между дополнительным узкозонным слоем и правой частью области излучательной рекомбинации (внешняя инжекция неосновных носителей в виде потока Iинж. осуществляется, как видно из рисунка 1, в левую часть области излучательной рекомбинации) не вызывает сомнения, поскольку инжекция неосновных носителей в правую часть этой области осуществляется только за счет вытекания этих носителей из дополнительного узкозонного слоя. Для дальнейших расчетов воспользуемся приведенными соотношениями для n(d1), n(d1+d0) и n0, где n0, n1 и n2 - концентрации инжектированных неосновных носителей (электронов) в дополнительном узкозонном слое d0 в широкозонных слоях с толщинами d1 и d2 соответственно, n1=n(d1) - концентрация носителей в точке d1-lD, n2=n(d2) - концентрация носителей в точке d1+d0+lD, где lD - толщина гетеробарьеров слева и справа от дополнительного узкозонного слоя d0, равная длине Дебая. Для случая низкого уровня инжекции, который мы уже частично рассмотрели, когда n0<<р0, n1<<р1 и n2<<р2, получаем n ( d 1 ) n 0 p 1 exp ( Δ 1 k T ) , n ( d 2 ) n 0 p 2 exp ( Δ 2 k T ) . При этом, если структура легирована так, что p 0 p 1 > exp ( Δ 1 k T ) и p 0 p 2 > exp ( Δ 2 k T ) , то дно зоны проводимости дополнительного узкозонного слоя окажется выше дна зоны проводимости как в широкозонном слое толщиною d1, так и в широкозонном слое толщиною d2, как уже было упомянуто выше. Это, фактически, позволяет скатываться неосновным носителям из дополнительного узкозонного слоя d0 в широкозонные слои толщиною d1 и d2 без препятствий, поскольку барьеры вокруг дополнительного узкозонного слоя d0 невысокие (20-60 мэВ) и тонкие (lD) [4], и они могут, в большей части, преодолеваться с помощью туннелирования. Следует заметить, что высота этих барьеров равна не Δ1 и Δ2, а ΔС1 и ΔС2 - разрывы зоны проводимости, соответственно, на левом и правом гетеропереходах, ограничивающих дополнительный узкозонный слой. Это соответствует рисунку 2а. Для высокого уровня инжекции, когда n0>>р0, n1>>р1, n2>>р2 из решения уравнений (5) получаем, что

Это означает, что для выброса неосновных носителей из дополнительного узкозонного слоя d0 в широкозонные слои толщиною d1 и d2 существуют барьеры высотой Δ 1 2 и Δ 2 2 . При высоком уровне инжекции потенциальные барьеры высотой Δ 1 2 и Δ 2 2 по обе стороны от дополнительного узкозонного слоя d0 тонкие и не высокие (не более 20-60 мэВ) [4]. Поэтому они также преодолеваются целиком с помощью туннелирования. Это соответствует рисунку 2б. Следует заметить, что при высоком уровне инжекции в широкозонные слои толщиною d1 и d2 и при любых соотношениях p 0 p 1 и p 0 p 2 , глубины потенциальных ям всегда будут равны половине Δ1 и Δ2. Однако гетеробарьеры в зоне проводимости активной области вокруг дополнительного узкозонного слоя d0 в широкозонных слоях толщиною d1 и d2 будут равны Δ C 1 Δ 1 2 < Δ 1 2 и Δ C 2 Δ 2 2 < Δ 2 2 .

Если активная область гетероструктур, представленных на рисунках 2а и 2б, имеет не р-тип проводимости, а n-тип проводимости, то при низком уровне инжекции гетеро-барьеры вокруг дополнительного узкозонного слоя d0 окажутся еще ниже, чем в случае р-типа проводимости и будут равны ΔVl и ΔV2. Например, в случае GaAlAs ΔV1 и ΔV2 составляют примерно 35% от Δ1 и Δ2 [5]. При высоком уровне инжекции потенциальная яма, образованная дополнительным узкозонным слоем n-типа проводимости с высотой границ Δ 1 2 и Δ 2 2 окажется вообще без потенциальных барьеров в широкозонных слоях толщиной d1 и d2. Отсюда следует, что в p-n-гетероструктурах с внутренним усилением инжекции активная область n-типа проводимости предпочтительнее для вытекания неравновесных носителей заряда из дополнительного узкозонного слоя в широкозонные слои активной области, чем активная область р-типа проводимости. Структуры с n-активной областью имеют еще и то преимущество, что глубина залегания в запрещенной зоне примесных уровней, например в материалах А3В5, имеет всего несколько миллиэлектронвольт, в то время как глубина залегания примесных уровней в материале р-типа проводимости доходит до 40 миллиэлектронвольт. Меньший уровень залегания примесных уровней в запрещенной зоне позволяет снизить высоту гетеробарьера между дополнительным узкозонным слоем и широкозонными слоями активной области. Однако преимущества активной области р-типа с глубоким уровнем залегания примеси может оказаться предпочтительнее, когда необходимо получить самоохлаждение дополнительного узкозонного слоя. Это самоохлаждение обусловлено тем, что при рекомбинации носителей через глубокий примесный уровень в широкозонных слоях активной области, кванты излучения получаются с меньшей энергией и при поглощении их в дополнительном узкозонном слое возбуждают электронно-дырочные пары с энергией меньшей, например, на 40 мэВ, чем ширина запрещенной зоны широкозонных слоев активной области. Эти 40 мэВ идут на нагрев этих слоев. Тем не менее, неосновные носители с наиболее высокой энергией выбрасываются (вытекают) из дополнительного узкозонного слоя в широкозонные слои активной области. Дефицит энергии в 40 мэВ на каждый выброшенный носитель берется у кристаллической решетки дополнительного узкозонного слоя, приводя к его охлаждению. Это аналогично охлаждению эмиттера в p-n-переходе при инжекции горячих носителей в базу диода [6]. Такое самоохлаждение может привести к улучшению параметров, например, лазера, излучение которого возникает в дополнительном узкозонном слое. Явление самоохлаждения новое для излучающих гетероструктур и оно свойственно только гетероструктурам с внутренним усилением инжекции.

Для улучшения работы лазера в рассмотренных выше гетероструктурах можно между широкозонными слоями встроить квантовую яму (квантовые ямы) толщиной 20÷500 Å. Целесообразнее эти квантовые ямы располагать в дополнительном узкозонном слое, а еще лучше для улучшения волноводных свойств и снижения порога лазерной генерации сделать гетероструктуру симметричной, то есть дополнительный узкозонный слой расположить в середине широкозонного слоя, а квантовую яму (ямы) в середине дополнительного узкозонного слоя. Для удержания носителей заряда в потенциальной яме, образованной дополнительным узкозонным слоем, необходима ее глубина не менее 0.1·kT. Так как полупроводниковые источники излучения могут работать в диапазоне температур от нескольких десятков градусов Кельвина до 300-400 К, для эффективного удержания носителей в них достаточно глубины ямы 300 мэВ.

Предлагаемые p-n-гетероструктуры могут быть и были изготовлены на основе соединений А3В5 (в нашем случае на основе GaAlAs). Исследование их показало возможность увеличения внешних квантовых выходов даже из плоских немногопроходных диодов (с неудаленной GaAs подложкой) до 5÷7% (см. [4]). Теоретический расчет показывает возможность увеличения внешних квантовых выходов таких диодов до 8-10%. В многопроходных гетероструктурах с внутренним усилением инжекции улучшение квантовых выходов оказывается еще больше.

Источники информации

1. Бекирев У.А. Полупроводниковый инжекционный лазер. Патент на изобретение №2301486 от 20 июня 2007 г.

2. Бекирев У.А., Инкин В.Н., Степанищева Г.В. Излучательная многопроходная гетероструктура. Авторское свидетельство №SU 1111645 А1, опубликована 20.07.2012 Бюллетень №20.

3. Арсенид галлия, получение и свойства. Наука. Москва, 1973, с. 98.

4. Бекирев У.А., Крюков В.Л., Купченко Л.Л., Потапов Б.Г., Скипер А.В., Стрельченко С.С. Гетероструктуры с внутренним усилением инжекции. "Естественные и технические науки" №4, с. 67-82, 2012.

5. Молекулярно-лучевая эпитаксия и гетероструктуры. Мир, 1989, с. 16.

6. В.И. Стафеев "Термоэлектрические и другие явления в структурах с неравновесными носителями заряда и наночастицами. " ФТП, т. 43, вып. 10, с. 1321-1328, 2009.

1. Излучающая гетероструктура, включающая область излучательной рекомбинации с постоянной или изменяющейся шириной запрещенной зоны, а также дополнительный узкозонный слой, расположенные между широкозонными слоями, причем ширина запрещенной зоны дополнительного узкозонного слоя по крайней мере на 0.1·kT меньше, чем ширина запрещенной зоны в области излучательной рекомбинации, отличающаяся тем, что разница ширин запрещенных зон Δ, по крайней мере на одном из гетеропереходов между дополнительным узкозонным слоем и областью излучательной рекомбинации Δ1, связана с другими параметрами этих областей соотношением
,
где d0 и d1 - толщины слоев, относящихся к дополнительному узкозонному слою и области излучательной рекомбинации соответственно; а также толщина дополнительного узкозонного слоя d0 определяется соотношением, , 0.5<β1<1, где k0 - коэффициент поглощения излучения, возникающего в широкозонном слое активной области, в дополнительном узкозонном слое, β1 - внутренний квантовый выход в широкозонном слое.

2. Гетероструктура по п. 1, отличающаяся тем, что легирование дополнительного узкозонного слоя выше, чем легирование широкозонного слоя области излучательной рекомбинации.

3. Гетероструктура по п. 1, отличающаяся тем, что легирование дополнительного узкозонного слоя и широкозонного слоя области излучательной рекомбинации обеспечивает соотношение концентраций основных носителей в них , где N0 и N1 - концентрации носителей, относящиеся к дополнительному узкозонному слою и широкозонному слою области излучательной рекомбинации соответственно.

4. Гетероструктура по п. 1, или 2, или 3, отличающаяся тем, что между широкозонными слоями расположен один или несколько тонких узкозонных слоев толщиной 20÷500 Å (квантовые ямы) с шириной запрещенной зоны на 0.1·kT - 300 мэВ меньшей, чем в дополнительном узкозонном слое.

5. Гетероструктура по п. 4, отличающаяся тем, что квантовая яма (ямы) расположена внутри дополнительного узкозонного слоя.

6. Гетероструктура по п. 5, отличающаяся тем, что дополнительный узкозонный слой расположен в середине широкозонного слоя, а квантовая яма (ямы) расположена в середине дополнительного узкозонного слоя.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области светотехники. Техническим результатом является создание оптимального теплового режима работы светодиодов для получения максимальной светоотдачи, повышение надежности, долговечности и уменьшение габаритов корпуса.

Изобретение относится к электронной полупроводниковой промышленности и может быть использовано в производстве светодиодных источников света. Согласно способу изготовления светодиода,полупроводниковый излучатель и прозрачный световыводящий элемент соединяют в единый излучающий элемент, на наружную поверхность световыводящего элемента наносят защитное просветляющее покрытие.

Изобретение относится к устройствам автоматической и полуавтоматической блокировки железнодорожного транспорта. Предназначено для использования в качестве источника света в сигнальных установках (светофорах) железнодорожного транспорта и метрополитена с контролем работоспособности во включенном и выключенном состоянии.

Светодиодная матрица относится к области информационной техники и может быть использована при построении крупногабаритных матричных экранов и иных средств отображения визуальных данных.

Изобретение относится к светотехнике, а именно к светодиодным модулям, используемым в качестве индикаторов или в качестве источников света с различным диапазоном спектра световых волн, и приспособлениям для их монтажа.

Изобретение относится к полупроводниковым приборам, предназначенным для детектирования и испускания инфракрасного (ИК) излучения при комнатной температуре и может быть использовано, например, в устройствах, измеряющих характеристики сред, содержащих газообразные углеводороды, и в волоконно-оптических датчиках, измеряющих состав жидкости по методу исчезающей волны, для которых указанная полоса совпадает с максимумом фундаментального поглощения измеряемого компонента, например спирта или нефтепродуктов.

Предложен способ изготовления светоизлучающего устройства, выполненного с возможностью предотвращения образования неоднородностей цвета и желтого кольца с малыми затратами.

Изобретение относится к области полупроводниковых светоизлучающих приборов, а именно, к светоизлучающим устройствам, содержащим эпитаксиальные структуры на основе нитридных соединений металлов III группы - алюминия, галлия, индия (AIIIN).

Использование: для изготовления твердотельных светоизлучающих диодов. Сущность изобретения заключается в том, что светоизлучающий диод содержит множество слоев, причем первый слой из данного множества слоев содержит наноструктурированную поверхность, которая содержит квазипериодический анизотропный массив удлиненных ребристых элементов, имеющих рисунок волнообразной структуры, причем каждый ребристый элемент имеет волнообразное поперечное сечение и ориентирован по существу в первом направлении.

Изобретение относится к области электронной техники. Техническим результатом является обеспечение высокой эффективности светодиодного источника белого света с удаленным конвертером, обеспечение высокой цветовой однородности, а также возможность задавать диаграмму направленности испускаемого светового потока при малом размере светодиодного источника белого света.

Изобретение относится к области светотехники. Техническим результатом является увеличение срока работы. Устройство (100) со светодиодом содержит внешний корпус (102), элемент (114) светодиода, который включает в себя по меньшей мере один светодиод (114а), расположенный внутри внешнего корпуса (102), выводящую свет часть (108), составляющую часть внешнего корпуса (102), герметизированную полость (104), содержащую контролируемую атмосферу, и герметик (110), предназначенный для герметизации полости. Технический результат достигается за счет того, что устройство снабжено удаленным элементом (116) с органическим люминофором и газопоглотителем, расположенными в герметизированной полости, и основанием. Выводящая свет часть (108) является внешней оболочкой корпуса (102), соединенной с основанием при помощи герметика. Удаленный элемент (116) из органического люминофора представляет собой колпак, покрывающий светодиоды (114а), и расположенный между светодиодами и внешней оболочкой. Газопоглотитель размещен между удаленным элементом (116) из органического люминофора и внешней оболочкой. 11 з.п. ф-лы, 10 ил.

Полупроводниковое светоизлучающее устройство белого цвета содержит оптически прозрачный корпус с нанесенным на стенках люминофором. Внутри корпуса установлены лазерные диоды, имеющие ось симметрии. Причем лазерные диоды расположены последовательно на оси симметрии светоизлучающего устройства таким образом, что их оси симметрии совпадают между собой. Торцы лазерных диодов соединены так, что они находятся в электрическом и механическом контакте и образуют линейку лазерных диодов, диаграмма направленности излучения которой имеет ось симметрии, совпадающую с осью симметрии светоизлучающего устройства. Технический результат заключается в создании полупроводникового светоизлучающего устройства белого света большой интенсивности светового излучения без увеличения размеров светоизлучающих элементов, обеспечивающего при этом однородную засветку люминофора. 1 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к светодиодным источникам света и может быть использовано в оптико-механическом, оптико-электронном и голографическом приборостроении, когда осветительную часть прибора необходимо оснащать источником с повышенной концентрацией светового потока. Согласно изобретению в способе изготовления светодиода полупроводниковый излучатель и прозрачный световыводящий оптический элемент соединяют в единый излучающий элемент, при этом прозрачный световыводящий оптический элемент изготавливают в форме нижнего и верхнего плосковыпуклых оптических элементов со световыводящими поверхностями, которые устанавливают сферическими поверхностями навстречу друг другу с возможностью концентрации светового потока в фокальной плоскости верхнего плосковыпуклого оптического элемента, полупроводниковый излучатель устанавливают в фокальной плоскости нижнего плосковыпуклого оптического элемента, а на световыводящие поверхности нижнего и верхнего плосковыпуклых оптических элементов наносят защитное просветляющее покрытие. Изобретение обеспечивает повышение концентрации светового потока. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к светодиодным источникам света для растениеводства. Светодиодный источник (10) света, сформированный на подложке, включающий в себя по меньшей мере один кристалл (2) синего светодиода, который имеет максимум излучения в интервале от 400 нм до 480 нм, соответствующий максимуму поглощения света хлорофиллом в синей области спектра; красный люминофор (7b), который после приема возбуждающего светового излучения по меньшей мере из одного кристалла (2) синего светодиода излучает свет с длиной волны в максимуме излучения в интервале от 620 нм до 700 нм, который соответствует максимуму поглощения света хлорофиллом в красной области спектра; и слой смолы (7), в котором диспергирован красный люминофор 7b и которым покрыт по меньшей мере один кристалл (2) синего светодиода. Технический результат - возможность регулировать соотношение количества света в синей и красной областях спектра. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 1 табл., 12 ил.

Изобретение относится системе освещения, которая включает в себя: источник света, выполненный с возможностью испускания первичного излучения, элемент преобразования излучения, выполненный с возможностью преобразования, по меньшей мере, части первичного излучения во вторичное излучение, и фильтр, выполненный с возможностью блокирования сгенерированного в системе освещения излучения, обладающего длиной волны короче, чем заданное значение отсечки длины волны. В соответствии с изобретением фильтр предназначен для блокирования части вторичного излучения за счет расположения значения отсечки длины волны фильтра в эмиссионном спектре элемента преобразования излучения. Изобретение направлено на создание системы освещения, которая охватывает узкий диапазон излучения в некоторой области электромагнитного спектра, особенно в красной части спектра. 4 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

Изобретение относится к устройству управления источниками света. Техническим результатом является обеспечение надлежащей яркости, даже если выход из строя вследствие короткого замыкания возникает в каком-либо из множественных источников света. Результат достигается тем, что микрокомпьютер 900 устройства управления источниками света указывает светодиод, принадлежащий светодиодам 111-116 и вышедший из строя вследствие короткого замыкания, на основе результата обнаружения посредством схемы 200 обнаружения выходов из строя вследствие короткого замыкания и величин токов, воспринимаемых посредством схем 141-146 восприятия тока, соответственно. Микрокомпьютер 900 инструктирует соответствующему одному из переключающих элементов 121-126 прерывать подачу тока в указанный светодиод. Микрокомпьютер 900 инструктирует схеме 100 постоянного тока подавать в не указанный светодиод ток, не превышающий ток, реагирующий на число таких не указанных светодиодов. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 12 ил.

Светоизлучающий модуль 150 испускает свет через световыводящее окно 104 и содержит основание 110, твердотельный излучатель 154, 156 света и частично диффузно-отражающий слой 102. Основание 110 имеет светоотражающую поверхность 112, которая обращена в направлении световыводящего окна 104. Светоотражающая поверхность 112 имеет коэффициент Rbase отражения основания, который определяется посредством соотношения между количеством света, которое отражается посредством светоотражающей поверхности, и количеством света, которое падает на светоотражающую поверхность. Твердотельный излучатель 154, 156 света испускает свет первого цветового диапазона 114, содержит верхнюю поверхность 152, 158 и имеет коэффициент R_SSL отражения твердотельного излучателя света, который определяется посредством соотношения между количеством света, которое отражается посредством твердотельного источника 154, 156 излучения, и количеством света, которое падает на верхнюю поверхность 152, 158 твердотельного излучателя 154, 156 света. Световыводящее окно 104 содержит, по меньшей мере, часть частично диффузно-отражающего слоя 102. Относительно эффективный светоизлучающий модуль обеспечивается в случае, когда величина эффективного коэффициента отражения Reff>R_SSL+c*(1-R_SSL) и множитель с равен 0,4≤с≤1 при ρSSL>0,25. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 21 ил.

Лазерный диод содержит излучающий элемент с линзой для формирования излучения. Линза включает центральную зону, которая имеет оптическую силу и обеспечивает коллимирование потока излучения. Лучи, прошедшие через центральную зону, отражаются от внешней наклонной грани линзы, которая выводит излучение наружу. Технический результат заключается в обеспечении максимальной плотности светового потока излучения в направлении под требуемым углом к продольной оси контсрукции. 1 ил.

Линза для формирования излучения лазерного диода включает расположенные по ходу излучения излучающего элемента диода внутреннюю и внешнюю поверхности. Центральная зона внутренней поверхности имеет оптическую силу, обеспечивающую коллимирование потока излучения. Внешняя поверхность линзы имеет призменную форму, вершина которой расположена от источника излучения, и содержит основную поверхность, расположенную в непосредственной близости от излучающего элемента диода, и вспомогательную поверхность, установленную под углом к продольной оси линзы и к основной поверхности. Углы расположения внешней основной и вспомогательной поверхностей линзы выбраны таким образом, чтобы обеспечить угол полного внутреннего отражения. Поток излучения излучающего элемента полностью отражается от внутренней стороны основной поверхности внутрь корпуса линзы и выходит под прямым углом к ее вспомогательной поверхности. Технический результат заключается в создании оптического устройства, обеспечивающего максимальную плотность светового потока излучения светодиода в направлении под требуемым углом к продольной оси оптического устройства, характеризующегося простотой конструкции. 1 ил.

Изобретение относится к области светотехники и используется для формирования шарового светового потока в формирователях шарового излучения для ламп с точечным источником излучения, например светодиодом с фокусирующим элементом. Способ коррекции диаграммы направленности шарового формирователя излучения светоизлучающего элемента, включающий формирование излучения от светоизлучающего элемента через элемент фокусирования излучения, характеризуется тем, что для формирования гладкого вида диаграммы направленности излучения прозрачное тело помещают в матовую шаровую оболочку, предварительно прозрачное тело разбивают на объемные световодные секции, (световоды), в каждом из них помещают зеркальные покрытия, осуществляющие через входящие окна на входе световодов прозрачного тела распределение от фокусирующего элемента световых потоков светоизлучающего элемента на матовую внутреннюю поверхность шаровой оболочки формирователя излучения, замеряют амплитуды входного светового потока и строят диаграмму направленности излучения, исходящего от фокусирующего элемента. По полученным значениям расчетным путем или с помощью измерительных приборов находят углы границ излучения с равными световыми потоками на входах световодных секций, замеряют излучение на выходе оболочки формирователя излучения и получают исходную диаграмму направленности излучения формирователя излучения, затем для уравнивания максимумов амплитуд излучения с оболочки на смежных границах выходов секций, не изменяя общих границ входящего окна, вновь находят углы границ излучения, устанавливают новые размеры входящих окон на входах световодов и осуществляют этим с уменьшенными выбросами амплитуд первый вид сглаживания излучения на диаграмме направленности излучения формирователя излучения, при другом выравнивании излучения с оболочки формирователя излучения на смежных границах выходов секций максимальную амплитуду с минимальной предыдущей получают на выходе второй вид излучения на диаграмме направленности излучения формирователя излучения, повторяющей растянутую входную, а при выравнивании амплитуд излучения с оболочки относительно предыдущих от центральной секции на смежных границах выходов секций при поочередном, прямом и перевернутом, проецировании световых потоков в смежных секциях на оболочку формирователя излучения осуществляют третий вид сглаживания излучения на диаграмме направленности излучения формирователя излучения, близкий к равномерному, шаровому. 12 ил.
Наверх