光電子技術第1章光源

第1章光源1.1輻射度學與光度學的基礎知識1.2熱輻射光源1.3氣體放電光源1.4激光器1.5發(fā)光二極管(LED)一切能產生光輻射的輻射源都稱為光源

天然光源人造光源電磁波譜按照發(fā)光機理，光源的分類：需要了解各類光源的發(fā)光機理、重要特性、適用場合，以便正確選用光源。光纖激光器發(fā)光二極管1.1輻射度學與光度學的

介紹描述光輻射的一套參量一、輻射度的基本物理量

1.輻射能單位為J（焦耳）

2.輻射通量又稱輻射功率單位為W（瓦、焦耳每秒）

3.輻射強度描述點輻射源的輻射功率在不同方向上的分布?；A知識單位:（瓦每球面度）4.輻射出射度與輻射亮度單位：（瓦每平方米）

單位：

（瓦每球面度平方米）

的定義的定義5.輻射照度

單位：（瓦每平方米）6.光譜輻射量

輻射量的光譜密度，輻射量隨波長的變化率。光譜輻射通量與波長的關系其它輻射度量都有類似關系。二、光度的基本物理量1.光譜光視效率V(λ):

人眼對各種光波長的相對靈敏度詳見表1.1

2.光度量

光度量與輻射度量是一一對應的。

輻射度量是客觀物理量，

光度量體現了人的視覺特性。⑴光能單位：lm·s（流明·秒）⑵光通量單位：lm（流明）⑶發(fā)光強度單位：cd（坎德拉）

發(fā)光強度是光度量中最基本的單位。在明視覺時，規(guī)定：

時，

即：1W=683lm此時，V(λ）=1V(λ）＜11W＜683lm

時，可見，輻射通量與光通量之間的換算關系：

1W=683V(λ）lm，定義：Km=683lm

/W有關系式：⑷光出射度與光亮度

單位：lm

/m2單位：

cd/m2實用單位：sb(熙提)1sb=

104cd/m2⑸光照度

單位：lx（勒克斯）

1lx=1lm/m2普適關系式：三、光源的輻射效率與發(fā)光效率輻射效率發(fā)光效率

單位：

lm/W1.2熱輻射光源一、理想的熱輻射光源α(λ，T)=1—絕對黑體在熱平衡條件下絕對黑體熱輻射能力最強。由于內部原子、分子的熱運動而產生輻射的光源輻射光譜是連續(xù)光譜普朗克公式維恩位移定律斯蒂芬—玻爾茲曼定律隨著溫度T的升高，峰值波長

向短波方向移動，總出射度

迅速增加。絕對黑體的溫度決定了它的輻射光譜分布灰體：α(λ，T)＜1的熱輻射光源，

具有與絕對黑體類似的輻射規(guī)律。色溫；相關色溫1.太陽與黑體輻射器二、實際的熱輻射光源太陽的光譜分布非常接近于絕對黑體黑體輻射器：科學制作的小孔空腔結構，可以很好地實現絕對黑體的輻射功能。常用作標準光源，最高工作溫度是3000K。2.白熾燈與鹵鎢燈灰體鎢絲做燈絲玻璃泡殼;色溫約2800K,輻射光譜約0.4～3μm?？梢姽庹?～12%，用于照明；加紅外濾光片可作為近紅外光源。石英泡殼;泡殼內充入微量鹵族元素或其化合物（如溴化硼）;形成鹵鎢循環(huán)。

色溫3200K以上,輻射光譜為0.25～3.5μm。發(fā)光效率可達30lm/W(為白熾燈的2～3倍)，作儀器白光源.鹵鎢燈

白熾燈1.3氣體放電光源發(fā)光機理：氣體放電。

泡殼：用玻璃或石英等材料制造；電極：陰極、陽極或不區(qū)分（交流燈）泡殼內充入發(fā)光用的氣體：金屬蒸氣、金屬化合物蒸氣、惰性氣體基本結構氣體放電光源的特點：①發(fā)光效率高,節(jié)能。②電極牢固緊湊，耐震，抗沖擊。③壽命長，比白熾燈長2～10倍。④輻射光譜可以選擇，只要選用適當的發(fā)光材料。一、汞燈

泡殼內充汞蒸氣1.低壓汞燈

作253.7nm紫外光源；作熒光燈（…日光燈）。2.高壓汞燈

可見輻射加強，呈帶狀光譜，可作高效照明光源。3.球形超高壓汞燈

很好的藍綠光點光源。二、鈉燈

泡殼內充的是氖氬混合氣體與金屬鈉滴。低壓鈉燈：發(fā)出波長589nm、589.6nm

兩條譜線的單色光源。高壓鈉燈：接近白光，亮度高，用于照明光源。三、金屬鹵化物燈

泡殼內充的是金屬鹵化物氣體。通過金屬鹵化物循環(huán)，提供足夠的金屬原子氣體。鉈燈（碘化鉈）：綠光，峰值535nm。鏑燈（碘化鏑、碘化鉈）：色溫6000K。鈉鉈銦燈（碘化鈉、碘化鉈、碘化銦）：

近白色光源,色溫5500K。四、氙燈

泡殼內充的是是惰性氣體—氙。色溫6000K，亮度高，被稱為“小太陽”，壽命長。長弧氙燈:短弧氙燈:脈沖氙燈:日光色點光源大范圍照明光源脈沖時間極短（nS～pS)，光很強,用于光泵、光信號源、照相制版、高速攝影五、氘燈

泡殼內充有高純度的氘氣燈的紫外輻射強度高、穩(wěn)定性好、壽命長，常用作連續(xù)紫外光源（185～400nm）。1.4激光器1.4.1激光器概述

20世紀激光的誕生標志著人類對光子的掌握和利用進入了一個嶄新的階段。

激光器的基本結構

激光形成機理（1）光與原子作用的三種躍遷受激吸收處于低能態(tài)E1（基態(tài)）的原子，受光照滿足hν=E2—E1原子可能吸收光子能量躍遷到高能態(tài)E2（激發(fā)態(tài)）。E2E1自發(fā)輻射處于高能態(tài)的原子不穩(wěn)定，要自發(fā)從E2躍遷到E1，并發(fā)射一光子，光子能量滿足hν=E2—E1。E2E1E2E1受激輻射處于高能態(tài)的原子，在自發(fā)輻射之前，受外來光子的誘發(fā)，在E2躍遷到E1的同時，發(fā)射一個與外來光子全同的（同方向、同頻、同相位、同偏振）光子。依次不斷地得到大量特征相同的光子，就實現了相干光的放大。（2）產生激光的條件①粒子數反轉（前提條件）故使受激輻射大于受激吸收,必須:N2>N1，即粒子數反轉。熱平衡下，原子的各能級分布服從玻爾茲曼分布定律：Ni=Aexp（-Ei/kT）于是：N2/N1=exp[-（E2-E1）/kT]設T=300K，E2-E1=10eV，則N2/N1=10-40。實現反轉的物質叫激活介質（或者叫激光工作物）。激活介質需要外界輸入能量。外界輸入能量的過程叫“泵浦”。激活介質本身必需要有適當的能級結構。例如激光的三能級系統(tǒng):泵浦使原子吸收能量躍遷到高能態(tài)E3。E3不穩(wěn)定(平均壽命約10-8s)，無輻射躍遷到亞穩(wěn)態(tài)E2（平均壽命約10~3~1s）。E2有可能積聚大量粒子，從而受激輻射。E1E2E3泵浦②光學諧振腔（必要條件）工作物兩端對稱地放置兩反射鏡。有諧振腔，偏離腔軸線的光子來回幾次后最終逸出腔外。而沿軸線的光子來回反射，被增益介質連鎖式光放大。無諧振腔的受激輻射方向是隨機的。③閾值條件（決定性條件）有了激活介質和諧振腔還不一定輸出激光。只有當光在腔內來回一次，增益大于損耗才能產生激光。雖然激活介質能使光得到增益放大；但介質吸收、散射；端面發(fā)射、透射等會產生光能損耗。描述工作物對光的放大能力,用I=IoeGx(G是增益系數)。于是,I2=I1eGL

I1I2I3I4I5I3=r2I2=r2I1eGL(r2是鏡2反射率)I4=I3eGL=r2I1e2GL

I5=r1I4=r1r2I1e2GL

(r1是鏡1反射率)必須，I5>I1，即:r1r2e2GL＞1r1r2e2GL

＞1即為產生激光的閾值條件。

機理激光形成電泵浦或光泵浦；造成工作物質中粒子數反轉分布，自發(fā)輻射引發(fā)受激輻射；諧振腔對輻射光波選頻放大。特性激光的高亮度、方向性好、單色性好和相干性好激光將對21世紀的科技騰飛和產業(yè)革命產生深遠的影響！激光技術為科學技術的發(fā)展打開了寬闊而又嶄新的通道，在科學的各個領域創(chuàng)造了許多驚人的奇跡，在高新科學技術記錄中創(chuàng)造了許多之最：

１、激光能產生最大的能量密度。激光輸出脈沖功率達13×1015W，億度以上高溫，能焊接、加工和切割最難熔的材料；２、激光能產生最高的壓強。光壓強達3×1011大氣壓，可以實現激光聚變點火；３、激光能產生最短的脈沖。780nm達4fs，相當該光1.5周期進入強場物理領域，用超短激光脈沖研究光合作用，能看到皮秒（1ps=10-12s）或飛秒（1fs=10-15s）內發(fā)生的變化；４、最精密光刻。能制造最小的光機電一體化設備，加工的最小機械零件從幾微米到幾十微米，制作的大規(guī)模集成線路的線寬可達到50nm，測量精度已達0.005μm；

５、激光能產生最大的信息量。目前已接近3T（Tera即1012）目標，即通信傳輸容量Tbit/s，運算速度Tbit/s，三維立體存儲密度Tbit/cm3；６、激光能產生最保密的通信系統(tǒng)。光量子通信是目前理論證明的最安全的通信系統(tǒng)，目前美國、日本、瑞士等幾個國家建立了量子通信系統(tǒng)；７、激光能產生最低的溫度。激光冷卻可將原子冷卻到20nK，接近絕對零度，量子冷卻到基態(tài)，為量子光學和量子力學的實驗研究準備了條件。

已有數百種激光器，輸出波長從近紫外直到遠紅外，輻射功率從毫瓦到萬瓦、兆瓦級。1.氣體激光器工作物質是氣體或金屬蒸氣，通過氣體放電實現粒子數反轉。工作物質（氣體）均勻性好，輸出光束的質量相當高。2.固體激光器工作物質是摻雜的晶體或光學玻璃，光泵浦。有脈沖輸出激光器和連續(xù)輸出激光器。主要優(yōu)點：能量大、峰值功率高、結構緊湊、堅固可靠和使用方便。3.染料激光器工作物質是有機染料溶液，光泵浦。輸出激光波長可以在很寬范圍內調諧，有極好的光束質量。有連續(xù)輸出的激光器，也有脈沖輸出的激光器?？僧a生超短光脈沖，峰值功率達幾百MW。4.半導體激光器（LD）工作物質是半導體材料形成的P-N結。與結平面垂直的晶體解理面構成F-P諧振腔。對P-N結正向注入電流或光泵浦，可激發(fā)激光。體積小，重量輕，易調制，功耗低；波長覆蓋面廣（0.33～44μm）；能量轉換效率高，有大功率、高集成度器件。主要優(yōu)點5.光纖激光器工作物質主要是稀土摻雜的光纖，用光泵浦，諧振腔有多種形式。是近年來發(fā)展起來的新型激光器，具有一系列獨特的優(yōu)點。在光通信系統(tǒng)、光能源系統(tǒng)中都有重要作用。

1.4.2固體激光器介紹幾種代表性的固體激光器YAG激光器

基質晶體Y3Al5O12熱物理性能優(yōu)良，使激光器既可連續(xù)工作又可高效率脈沖工作。輸出波長1064nm，加倍頻技術可輸出532nm。已經實現了KW級大功率輸出，廣泛用于激光加工、激光醫(yī)療、科學研究之中。輸出波長2.94μm,用于激光醫(yī)療。

輸出波長2.1μm,用于激光醫(yī)療,空間光通信?？烧{諧的固體激光器

輸出激光有寬的調諧范圍（700-1000nm，峰值波長800nm），應用廣泛，并實現飛秒脈沖。

可調諧范圍700-800nm。采用調Q技術，輸出755nm脈沖激光，在激光醫(yī)療中很重要。

激光二極管（LD）泵浦的固體激光器LD泵浦:實現高效率的能量轉換,有端面泵浦和側面泵浦。

獲得百瓦級高功率激光輸出。下圖是縱向、雙端面泵浦一個橫向、側面泵浦的激光器市場上高功率的LD泵浦固體激光器都是用側面泵浦方式，輸出功率可達6000W以上。非線性頻率轉換得到短波長固體激光器

固體激光器的波長多在紅外波段。用非線性材料進行波長轉換,可得到短波長固體激光器。

LD泵浦固體激光器與準相位匹配頻率轉換結合，以期制造出結構簡單小巧、價格便宜的可調諧激光器。研究趨勢用LD泵浦晶體得到1064nm激光，再用KTP晶體進行腔內倍頻，得到532nm綠激光。還用非線性頻率轉換得到藍光、紫外固體激光器。1.4.3半導體激光器一、半導體材料的能帶晶體中電子的共有化運動晶體中的能帶關于價帶導帶禁帶導電載流子：電子、空穴I型、N型、P型半導體關于施主能級受主能級費米統(tǒng)計分布式中，Ef為費米能級，是電子占據率大于或小于0.5的能級分界線。二、PN結的能帶PN結空間電荷區(qū)與自建電場的形成PN結的能帶彎曲重摻雜P型、N型半導體的能帶熱平衡時PN結的能帶彎曲

加上正向電壓后，

PN結勢壘降低PN結達到動態(tài)平衡時，一個平衡系統(tǒng)只能有一個費米能級。自建電場的方向由N區(qū)指向P區(qū)，P區(qū)、N區(qū)的電子能級差為：PN結加上正向電壓時，熱平衡被破壞，PN結區(qū)勢壘降低，實現了粒子數反轉分布。

電子、空穴復合發(fā)光，引發(fā)受激輻射。經諧振腔選頻，可形成激光輸出。PN結就是光輻射的有源區(qū)。

三、實用中代表性的LD的結構閾值電流Ith注入電流I＞Ith,才能形成激光。器件結構要著力于降低Ith。同質結單異質結（SH）雙異質結（DH）、條形異質結LD:增益導引條形DHLD掩埋條形DHLD

量子阱（QW）LD單量子阱（SQW）多量子阱（MQW）超晶格結構

MQW結構的優(yōu)越性：

閾值電流很低改善頻率啁啾調制速率高溫度特性好MQW的能帶分布反饋激光器

諧振腔是波紋光柵結構分布反饋基于布拉格衍射原理DFB激光器DBR激光器每一個柵距相當于一個微F-P腔,易形成單縱模振蕩。波紋光柵相當于許多微F-P腔多級調諧，使波長選擇性大大提高，譜線寬度窄。在高速調制時仍然保持單縱模特性。

溫度特性好。波紋光柵分布反饋的優(yōu)點MQW-DFBLD性能優(yōu)越，廣泛應用于高速光纖通信系統(tǒng)中。四、LD的工作特性I＞Ith形成激光輸出,光功率急劇上升，

P-I曲線的線性好。

斜率效率。

I＜Ith自發(fā)輻射階段，光功率較小

。LD是對溫度很敏感的器件，溫度升高，性能劣化。需要控制溫度，以穩(wěn)定輸出光功率和峰值波長。

1.P-I特性2.光譜特性I＜IthI＞Ith單縱模LD是矩形光波導:厚度為d，條形寬度為W

。出光發(fā)散角：

約30°～40°約6°～8°3.調制特性具有直接調制的能力

調制電流模擬調制數字調制LD芯片的調制頻率達10GHZ

量級。五、LD的應用及新的發(fā)展

LD體積小，重量輕，易調制，功耗低；效率高，壽命長，有大功率、高集成度器件。已成為最重要的激光器之一。

光通信

光盤存儲、光顯示

激光印刷、信息處理、辦公自動化設備

激光加工、激光醫(yī)療

各種半導體激光器需求量極大，是光電子產業(yè)的重要支柱。

LD的發(fā)展日新月異

垂直腔表面發(fā)射LD（VCSEL）利于與光纖耦合；適合大面積二維列陣集成。

有源區(qū)是多量子阱結構，腔長只有幾個微米。動態(tài)單縱模特性好，閾值電流可小于1μA。微腔LD如應變量子阱（SL-QW）結構，調制頻率已達30GHZ以上。

高速寬帶LD普通LD的諧振腔長為幾百微米，造成自發(fā)輻射模式很多，其中只有一個或幾個模式形成激光（β:10-4～10-5）。因而帶來能量損失、速度限制和噪聲。微腔LD的諧振腔長為光波長量級，使得自發(fā)輻射模式極大壓縮（β≤1），閾值大大降低，獲得超高速響應（大于100Gb/s）。甚至可實現無閾值激光器。微腔LD及其二維面陣是一種高效、高密度光源，總功耗極低，是超大規(guī)模集成光路器件。激光器的重要變革可調諧LD用于DWDM光交換技術實現5-7nm范圍連續(xù)調諧實現100nm范圍波長調諧短波長LD

光存儲、光顯示的需要。紅光、綠光、藍光、紫光LD用有機材料（聚合物）作LD的有源層，易得到短波長LD，是目前的研究熱點。大功率LD作為固體激光器、光纖放大器的泵浦光源；光存儲、光印刷光源；激光加工、激光醫(yī)療光源產生大功率LD的途徑：

﹡提高單個LD的輸出功率；

﹡發(fā)展列陣LD:一維LD列陣;二維LD列陣;激光棒

（脈沖）功率可達幾千乃至幾萬瓦。高性能LD組件適于10Gb/s以上速率的EAM/LD波長可選擇的光電集成回路（OEIC）

1.53～1.61μm范圍的多波長光源EAM：電吸收光調制器。EAM與LD集成，實現光調制，-3dB帶寬為14GHZ。含有EAM、半導體光放大器（SOA）、合波器(MMI）、微列陣DFB激光器，波長選擇范圍達45nm。40個DFB-LD波長等間隔、光強大小一致、每個集成一個EAM，適用于DWDM全光網絡。1.4.4光纖激光器一、光纖、光波導光纖光導纖維，光傳輸的通路，纖芯折射率大于包層，光基于全內反射在纖芯中傳輸。纖芯中摻入稀土離子Nd3+、Er3+、Pr3+、Tm3+、Yb3+,→有源光纖,

光泵浦，激光器的工作物質。當光纖中光強超過上限，產生非線性光學效應。光波導在光電集成回路中、各種光器件模塊里，必有光信號的通路，即光波導。光波導類似于光纖的纖芯，其折射率高于周圍材料（襯底和包層）。波導截面是幾微米尺度，用光刻技術制得各種光波導。Y分叉光波導光波導可構成光分路器、耦合器、干涉器、陣列波導光柵等大量光無源器件。

向光波導中摻雜，或造成非線性光學效應時，又可制備出多種光有源器件。二、光纖激光器的基本結構激光工作物質的基質是光纖，主要包括稀土摻雜光纖激光器、受激拉曼散射光纖激光器等。摻雜光纖激光器由增益介質、諧振腔和光泵浦源三部分組成。

1.增益介質

光纖基質材料：硅玻璃、氟化物玻璃與石英，視摻雜元素而選擇；光纖長度：典型值在0.5～5m之間。光增益由摻雜離子決定：摻Nd3+光纖激光器，可在1060nm等3個波長獲得激光。

摻Er3+光纖激光器，

輸出1550nm激光，光纖通信波長。摻Tm3+光纖激光器，可輸出1435～1500nm波長激光，光纖通信波長。還可輸出1700～2100nm波長、810nm波長激光，用于生物醫(yī)學、光纖傳感。摻Pr3+光纖激光器，可輸出1290～1315nm波長激光，光纖通信波長。

2.諧振腔有多種結構：

F-P腔將光纖端面拋光，對端面直接鍍膜成為腔鏡。環(huán)形腔

光柵諧振腔

在增益光纖的兩端熔接光纖布拉格光柵（FBG）而構成。摻Er3+光纖光柵激光器3.包層光泵浦常規(guī)光纖很細，泵浦光進入纖芯不足，激光輸出功率小。雙包層光纖技術的實現是一個重要的突破。內包層直徑在百μm左右，是泵浦光的導管，有大的數值孔徑（NA），可以接收更多的泵浦光。泵浦光在內外包層界面上全反射，反復穿過纖芯不斷激勵工作物質。泵浦效率大大提高。

內包層截面設計成多種形狀：

矩形和D字形截面內包層具有95%的耦合效率,光纖激光器已有千瓦、萬瓦級激光輸出。

三、光纖激光器的優(yōu)點①能量轉換效率高，光—光轉換效率達80%以上。②光纖損耗小；激光場約束在纖芯內，能產生甚高亮度和甚高峰值功率，閾值低、僅數毫瓦。③光纖激光器波長范圍可在380～3900nm，可以多波長運行，易調諧。激光束質量高，易實現單模、單頻運轉和超短脈沖輸出。④光纖細、長，因而表面積大，易散熱，無須專門制冷系統(tǒng)；光纖可卷繞成小體積，使光纖激光器結構緊湊，小巧靈活。⑤耐高振動、高沖擊；工作壽命長，可達10萬小時。四、應用于通信系統(tǒng)的光纖激光器和光纖放大器1．摻Er3+、Tm3+、Pr3+光纖激光器是光纖通信波段1280～1620nm光源；2.光纖放大器主要由增益光纖和光泵浦源兩部分組成。在光泵浦的作用下對輸入增益光纖的信號光加以放大、增強。

它使光通信線路上傳統(tǒng)的光—電—光型中繼器變革為全光型中繼器，是光纖通信發(fā)展史上重要的里程碑。

摻Er3+、Tm3+、Pr3+光纖放大器和拉曼光纖放大器對于光纖通信系統(tǒng)非常重要。3．光纖激光器和光纖放大器的增益光纖容易與傳輸光纖耦合。4．光纖激光器和光纖放大器與現有的光纖器件（如耦合器、偏振器和調制器）完全相容，可以組成完全由光纖器件構成的全光纖傳輸系統(tǒng)。5．光纖激光器可以作為光孤子源，是光孤子通信的理想光源。五、高功率光纖激光器光纖激光器光束質量高，可大功率，無需水冷，結構緊湊小巧，對激光加工、激光醫(yī)療相當有吸引力。

實現千瓦級以上大功率激光器的關鍵技術：

1.石英光纖中摻Yb3+

Yb3+具有很寬的吸收帶（800～1064nm）與熒光帶（970～1200nm），可選的泵浦源很多。泵浦—發(fā)射的轉換效率高?？筛邼舛葥诫s獲得高增益。

Yb3+能級為簡單的二能級，亞穩(wěn)態(tài)壽命長，小功率泵浦就可在極窄的纖芯內形成高密度的粒子數反轉，從而可輸出穩(wěn)定的強激光。2.雙包層側面泵浦技術3.高可靠性泵浦光源

光纖側面生出許多杈纖，每分杈耦合一個寬面多模大功率LD（＞100W）。高功率摻鐿光纖激光器輸出可達數萬瓦,比大功率的氣體、固體激光器優(yōu)勢顯著。1.5發(fā)光二極管（LED）Lightemittingdiodes發(fā)光原理對PN結正向注入電流，P區(qū)空穴向有源區(qū)擴散，N區(qū)電子向有源區(qū)擴散，結果電子與空穴在有源區(qū)復合，以一定頻率的光能釋放出來。發(fā)光二極管的結構是半導體PN結。結與結之間是產生熒光的復合區(qū)，叫有源區(qū)。LED與LD的根本區(qū)別在于：LED發(fā)光是基于自發(fā)輻射，發(fā)出的是熒光，是非相干光；LD是靠兩端解理面為諧振腔起反射作用來提供光的反饋，是基于受激輻射，發(fā)射的是相干光——激光。

LED是一種極有競爭力的新型節(jié)能光源，它的優(yōu)點有：?效率高?光色純?能耗小?壽命長?可靠耐用?應用靈活?綠色環(huán)保結構是半導體PN結，無諧振腔。對其正向注入電流，電子與空穴復合發(fā)光，是非相干光。1962年第一只紅色LED問世，接著是黃色、綠色、橙色LED，早期的LED亮度不高。1993年日本利亞公司的中村秀二研制成功蘭光LED，是LED發(fā)展史上重要的里程碑。之后，人們發(fā)展了超高亮度的紅、綠、藍LED。

高發(fā)光效率的白光LED，節(jié)能環(huán)保的照明工程。LED的發(fā)展歷程1.5.1普通亮度LED一、材料與構型

GaP、GaAsP、GaN,峰值波長是可見光，用于光顯示。

GaAs，峰值波長867nm，用于光電檢測。

InGaAsP，峰值波長1.3μm、1.55μm,用于短距離光纖通信。LED采用雙異質結、量子阱結構分為：面發(fā)光型－發(fā)光功率較大

邊發(fā)光型－易與光纖耦合面發(fā)光型LED的光輸出面發(fā)光型LED用于光顯示邊發(fā)光型LED用于短距離光纖通信二、主要工作特性譜線寬度Δλ在幾十～上百μm。為發(fā)光光譜的峰值波長。

P-I特性I:10～數十mAP:幾百μW～mWP-I特性曲線的線性區(qū)很寬。

光譜特性

調制特性

可以直接調制

邊發(fā)光型在幾百MHZ面發(fā)光型在幾十MHZ調制帶寬:

LED體積小，壽命長（可超過10萬小時），耗電少，能與集成電路共電源，使用方便，應用廣泛。1.5.2超高亮度LED法向強度在1000mcd以上的紅、綠、藍LED

,光效達50～100lm/W。一、實現超高亮度的關鍵技術2．有源區(qū)采用量子阱結構。3．分布布拉格反射（DBR）結構，克服襯底吸收。