ELED

En Edge Emitting LED ( ELED ) uppfyller kravet på hög ljusstyrka LED , vilket ger högeffektiv koppling till optiska fibrer .

Historia

Efter utvecklingen av laser 1960, kunde implementering av LED i de optiska kommunikationssystemen ske 1970. Kantsändare utvecklades i mitten av 1970-talet.

Strukturera

Strukturen liknar den för injektionslaserdioden . Deras struktur består av ett optiskt vågledarområde , som fungerar som en guide för ljuset som emitteras längs vågledaren genom total intern reflektion. Strukturen hos denna typ av lysdioder använder sig av strukturen hos en modifierad injektionslaser. Den har också en hög aktiv region, med en tillräcklig skillnad, så att vågledaren runt det aktiva området kanaliserar strålning till anordningarnas emitterande yta.

Material som används

Cirkulärt format aktivt område som finns i mitten av det aktiva lagret bildas av GaAs . Längden på den aktiva regionen sträcker sig från 100 till 150 μm. optisk inneslutning eller ljusledande skikt bildas av AlGaAs . De andra materialen som används är AlGaAsSb/GaSb och InGaAsP/InP-legering.

Arbetssätt

₀ Återkopplingsmekanismen är undertryckt för att förhindra att enheten går till ett mättat emissionsläge. Vid heteroövergången (extrinsiska halvledarskikt som används som gränssnitt mellan två homoövergångsmaterial) är den vägledande principen för optisk effekt total intern reflektion, som styr ut kraften vid den emitterande aspekten av LED via en väg som är parallell med korsningen. Vågledarens kärnområde styr ljuset. Kärnskiktet har mer brytningsindex än beklädnadens i detta fall. Vid gränserna för kärnområdet och de övre och nedre gränserna för beklädnadsskikt uppstår total inre reflektion. När försedd med framåtförspänning med användning av en DC-källa , skulle rekombination av elektroner och hål vid de tunna n-AlGaAs inträffa. Vid kanten av det aktiva lagret skulle få fotoner fly ut. Spänningsströmkarakteristikkurvan representerar att bortom tröskelförspänningen ökar strömmen exponentiellt. Små infallsvinkelfotoner kommer att styras av vågledaren. Intensiteten hos det emitterade ljuset är linjärt proportionell mot längden på vågledaren. Emitterad stråle är halva effekten och i 30 graders plan av korsningen. Emitterad strålens radians ges av ekvationen B _θ = B cos θ , där radiansen i mitten av strålen representeras av B ₀

Kopplingskänslighet

En ELED när den är kopplad till en singelmodsfiber skulle visa en förbättrad kopplingskänslighet för fiberförskjutning jämfört med multimodfiber. Känsligheten för sidoförskjutning i den akuta riktningen mot lysdiodens kopplingsplan ökar med minst en faktor tre, oavsett vilket kopplingsschema som används. Ett ömsesidigt samband mellan maximal kopplingseffektivitet och känslighet för felinställning kunde också observeras.

Andra varianter

Superstrålande LED

De är hybriderna mellan LED och LASER. De har intern optisk förstärkning och har en hög effekttäthet. Effektspektrat är 1-2% av den centrala våglängden. Används i optiska gyroskop.

Superluminicent LED

SLED- emissioner är bredbandiga och av hög intensitet till sin natur. De är lämpliga för användning med single mode fibrer. Dessa finner sin tillämpning i optiska komponenter för analys.

Fördelar

• Minskad självabsorption i aktiva lager på grund av transparent styrlager med ett tunt aktivt lager.
• Med liten stråldivergens, lansering av mer optisk kraft i given fiber.
• Högre datahastigheter på mer än 20 Mbit/s.

Fördelar jämfört med Ytsändare LED

• Mer riktat emissionsmönster
• Bättre moduleringsbandbredd
• Hög kopplingseffektivitet med användning av linskoppling
• 5 till 6 gånger mer optisk effekt skulle kunna kopplas till numerisk apertur av stegfibrer och graderade indexfibrer.

Nackdelar

• Komplicerad struktur
• Svårighet med kylfläns
• Problem att hantera mekaniskt
• Dyr