Георги Бенковски

Гр. Долна Митрополия

РЕФЕРАТ

на тема:

Разработил: Възложил:

Курсант мл.сержант Илияна Николаева

Илин Димитров

2-ри курс

Уникалните свойства на лазерите са причина за навлизането им в много области на човешкате дейност и той има големи перспективи за развитието на земната цивилизация. Приложението на лазерите може да бъде разделено на две направления. Едното включва приложенията, при които лазерното лъчение действа необратимо върху материалите като заваряване, рязане, пробиване и т.н. Другото е свързано с информативни приложения - предаване и обработка на информация, осъществяване на контрол и измерване на параметри.

Полупроводинковите приемници-ПП елемнти който генерират сигнал в зависимост от това какъв електромагнитен поток е паднал върху тях.

Полупроводниковите елементи са твърдотелни, на базата на полупроводниковите материали градивни елементи в електрониката, осъществяващи преобразуване на информация от електрически сигнал в оптически и обратното от оптически в електрически. Възможно е и реализиране на преобразуване на информация от оптичен сигнал отново в оптичен използвайки електрическа верига за захранване с енергия.

Полупроводниковите приемници на оптично лъчение биват:

1.1 Луминесценция се нарича излъчването на светлина от частиците на дадено вещество (атоми, йони или молекули), което излъчване не се дължи на топлината, а на преминаването на частиците във възбудено състояние под въздействието на различни фактори. Затова луминесцентната светлина е „студена“. Възбуденото състояние на градивните частици е неустойчиво, поради което частиците се връщат в първоначалното си устойчиво състояние, излъчвайки квант светлина (фотон). Но тъй като броят на частиците е огромен, светенето продължава секунди, минути или дори часове. Това е процеса на излъчване на лъчист поток при преминаването на атомите на материята от високо енергийно състояние в по-ниско. Процеса на луминисценция не е свързан с изменението на термичната енергия

Под луминесценция се разбира процеса на излъчване на лъчист поток при преминаването на атомите на материята от високо енергийно състояние в по-ниско. Процеса на луминесценция не е свързан с изменение на термичната енергия. Повишаването на потенциалната енергия на елементарните частици на материята става, чрез външно енергийно въздействие, Погълнатата външна енергия повишава енергийното състояние на частиците без да се преобразува в топлинни трептения. Вследствие на това луминесценцията не се подчинява на законите на топлинното излъчване. За да има луминесценция е необходимо преди това винаги да има процес на възбуждане. По такъв начин луминесценцията може да я разглеждаме като съвкупност от два последователни процеса: процес на поглъщане на енергия на възбуждане и процес на излъчване на лъчеста енергия. За него е в сила равенството: W W h c h      където: h – константа на Планк, c – скорост на светлината,  - дължина на вълната, W2 и W1 - могат да бъдат съставните части на две енергийни групи, така че вместо една дължина на вълната да се наблюдава зона с различни дължини на вълните. Според способа и вида възбуждане луминесценцията може да се класифицира на няколко големи групи.

 Фотолуминесценция е тази при която за повишаване на енергийното състояние на елементарните носители се използва лъчиста енергия с определена дължина на вълната. Погълнатата енергия след това се отдава като излъчване при рекомбинацията на носителите.

 Катодна луминесценция е тази, при която възбуждането се осъществява, чрез поток електрони (енергия  10 Kev). Силният поток от електрони се поглъща във веществото като възникват двойки Електролуменисценция 10 токоносители “електрон – дупка”. Рекомбинацията на тези двойки токоносители се осъществява с излъчване на електромагнитен поток.

 Електро луминесценция е тази, при която възбуждането се осъществява чрез електрическо поле. Към нея спадат инжекционната луминесценция, възбуждане посредством инжекция на токоносители, най -често използвана при полупроводниците и ударно възбуждане в силни електрически полета. Този процес е познат като ефекта на Destriau. За оптоелектронните елементи са важни преди всичко инжекционната и електро ударната луминесценции. Луминесцентните проявления могат да бъдат различни и според вида на излъчващите частици. Например излъчване, чрез възбудени атоми или молекули в газовете. Излъчване чрез свободни натоварени носители – директна или индиректна рекомбинация и възбудени примеси в твърдите тела.

Типичните процеси на излъчване са следните:

 пряка рекомбинация

 флуорисценция, когато възбудените електрони с един или по-вече преходи, за кратко време (  10-8 s) се връщат в началното си енергийно състояние. В общия случай излъчената енергия е по малка от погълнатата за възбуждане на електроните.

 фосфорисциране, когато възбудените електрони престояват известно време в метастабилно състояние и след това се връщат в основното си.

Фосфорисциращите материали излъчват както по време на възбуждането така и след спиране на въздействието т. е. имат послесветене. Високо енергийното състояние на токоносителите може да бъде постепенно намалено и без да се излъчва електромагнитен поток. Това може да стане, чрез безизлъчвателна рекомбинация. При този процес се възбуждат трептения на кристалната решетка на материала –излъчват се фонони и се повишава температурата.

2. Светодиодът или светоизлъчващият диод на английски: light-emitting diode, LED е полупроводников диод, който се състои от p-n преход, който излъчва некохерентна светлина в тесен спектър, когато през него протича електрически ток в права посока. Обикновено светодиодът съдържа един или няколко излъчващи светлина кристали, разположени в един корпус с леща, която формира светлинния поток.

Цветът на излъчване на светодиода се определя както от състава на използвания полупроводников материал, така и от легиращите примеси. Цветът често се дава в нанометри (nm), което е дължината на вълната на светлината. Светодиодите не са напълно монохроматични, а излъчват в тесен диапазон на спектъра.

3. Лазерен диод е лазер, в който активната среда е прекозонен полупроводник, подобен на този, използван при светодиодите.

Прекозонни полупроводници са тези, при които състоянието с минимална енергия от зоната на проводимост и състоянието с максимална енергия от валентната зона се характеризират с еднакъв квазиимпулс (k-вектор, вълновия вектор на кристалната решетка). Това позволява директни електронни преходи между двете нива, като енергийната разлика се излъчва под формата на квант светлина. Типичен представител е GaAs, какъвто е и първият лазерен диод. При непрекозонните полупроводници, какъвто е силицият, преходът между двете нива се получава с участието на трета частица (квазичастица), която да спомогне за изпълнението на Закона на запазване на импулса.

Заради ниската си себестойност лазерните диоди са най-масово произвежданият вид лазер в наши дни. През 2004 г. са продадени около 733 милиона броя,[1] в сравнение със 131 000 от други видове лазери.[2] Използват се в телекомуникациите (за пренос на информация по оптични влакна), за запис и възпроизвеждане на оптични носители на данни (CD и DVD), за лазерни показалки, за разчитане на баркодове и т.н. Мощните лазерни диоди се използват като източник на оптично напомпване на други лазери, като това напомпване е много по-ефективно от ламповото.

Видове лазерни диоди:

• 
  Light
  
• 
  Amplification
  
• 
  Emission
  
• 
  Stimulated
  
• 
  Radiation
  

1.Научни изследвания - физика, химия, геология, биология

2.Медицина - дерматология, пластична хирургия, офталмология, урология

3.Лазерни технологии - пробиване на отвори, рязане, заваряване, термична обработка, надписване

4.Електроника - настройка на резистори, надписване и херметизация на интегрални схеми, корекция на фотошаблони, рисуване на печатни платки

5.Информационни технологии - съхраняване на данни, пренос на данни с висока скорост, холография