ΠΑΡΑΔΟΣΕΙΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣΠΑΡΑΔΟΣΕΙΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

«ΕΙΔΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ «ΕΙΔΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ

ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ» ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ»

ΚΕΦ.ΚΕΦ.44

ΜΑΡΤΙΟΣ 2005ΜΑΡΤΙΟΣ 2005

ΟΠΤΙΚΕΣ ΠΗΓΕΣΟΠΤΙΚΕΣ ΠΗΓΕΣ

OPTICAL OPTICAL ήή LIGHT LIGHT SOURCESSOURCES

((Light Emitting Diode – LED)Light Emitting Diode – LED)(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation – LASER)(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation – LASER)

1.1. ΕΚΠΟΜΠΗ ΦΩΤΟΣ ΕΚΠΟΜΠΗ ΦΩΤΟΣ && ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΕΣ ΖΩΝΕΣΕΝΕΡΓΕΙΑΚΕΣ ΖΩΝΕΣ

2.2. LED LED

3.3. LASERLASER

ΕΚΠΟΜΠΗ ΦΩΤΟΣΕΚΠΟΜΠΗ ΦΩΤΟΣ

LIGHT EMISSIONLIGHT EMISSION

ΚΒΑΝΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗΚΒΑΝΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ(QUANTUM MECHANICS)(QUANTUM MECHANICS)

ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΕΣ ΣΤΑΘΜΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΩΝΕΝΕΡΓΕΙΑΚΕΣ ΣΤΑΘΜΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΩΝ

Τροχιές Ηλεκτρονίων Τροχιές Ηλεκτρονίων Ενεργειακές στάθμες των Ενεργειακές στάθμες των ΗλεκτρονιωνΗλεκτρονιων

Απορρόφηση ενέργειας Απορρόφηση ενέργειας αύξηση ενεργειακής στάθμης αύξηση ενεργειακής στάθμηςΑπόδοση ενέργειας Απόδοση ενέργειας μείωση ενεργιεακής στάθμης μείωση ενεργιεακής στάθμης

ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗ ΚΑΙ ΑΠΟΔΟΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗ ΚΑΙ ΑΠΟΔΟΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

Απορρόφηση ενέργειας Απορρόφηση ενέργειας Μετάβαση Ηλεκτρονίου Μετάβαση Ηλεκτρονίου σε υψηλότερη ενεργειακή σε υψηλότερη ενεργειακή στάθμηστάθμη

Μετάβαση Ηλεκτρονίου Μετάβαση Ηλεκτρονίου Απο υψηλότερη ενεργειακή Απο υψηλότερη ενεργειακή στάθμη σε χαμηλότερη στάθμη σε χαμηλότερη Παραγωγή Ενέργειας Παραγωγή Ενέργειας Εκπομπή φωτόςΕκπομπή φωτός

Χαμηλή Ενεργειακή στάθμηΧαμηλή Ενεργειακή στάθμη

Υψηλή Ενεργειακή στάθμηΥψηλή Ενεργειακή στάθμη

ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΔΙΕΓΕΡΣΗΣ & ΕΚΠΟΜΠΗΣΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΔΙΕΓΕΡΣΗΣ & ΕΚΠΟΜΠΗΣ

Το Ηλεκτρόνιο διεγείρεται και «ωθείται» σε υψηλοτερη στάθμηΤο Ηλεκτρόνιο διεγείρεται και «ωθείται» σε υψηλοτερη στάθμη Η στάθμη μετά την «ώθηση» είναι αρκετά υψηλή Η στάθμη μετά την «ώθηση» είναι αρκετά υψηλή ΑΣΤΑΘΗΣ ΑΣΤΑΘΗΣ Το ηλεκτρόνιο μεταβαίνει σε χαμηλότερη στάθμη και η κατάστασή του Το ηλεκτρόνιο μεταβαίνει σε χαμηλότερη στάθμη και η κατάστασή του γίνεται ποιό σταθερήγίνεται ποιό σταθερή Η μετάβαση σε χαμηλότερη στάθμη παράγει ενέργεια Η μετάβαση σε χαμηλότερη στάθμη παράγει ενέργεια ΕΚΠΟΜΠΗ ΕΚΠΟΜΠΗ ΦΩΤΟΣΦΩΤΟΣ

Ασταθής κατάσταση Ασταθής κατάσταση Μετάβαση Μετάβαση

«Εισαγωγή» ενέργειας

Ε1Ε1

Ε2Ε2

Ε3Ε3

h*h*ν = Ε3 – Ε2ν = Ε3 – Ε2

ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΕΣ ΖΩΝΕΣ ΚΑΙ «ΚΕΝΑ» (ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΕΣ ΖΩΝΕΣ ΚΑΙ «ΚΕΝΑ» (gaps gaps Eg) Eg)

Filled band Filled band Ζώνη ηλεκτρονίων με χαμηλά ενεργειακά επίπεδα - κοντά Ζώνη ηλεκτρονίων με χαμηλά ενεργειακά επίπεδα - κοντά στον πυρήνα (εσωτερικά) – σταθερά – δεν δημιουργού δεσμούςστον πυρήνα (εσωτερικά) – σταθερά – δεν δημιουργού δεσμούς Valence Band Valence Band Ζώνη ηλεκτρονίων σε υψηλότερα ενεργειακά επίπεδαΖώνη ηλεκτρονίων σε υψηλότερα ενεργειακά επίπεδα Conduction Band Conduction Band Ζώνη «ΕΛΕΥΘΕΡΩΝ» ηλεκτρονίων σε πολύ Ζώνη «ΕΛΕΥΘΕΡΩΝ» ηλεκτρονίων σε πολύ υψηλότερα ενεργειακά επίπεδα με πολλούς βαθμούς ελευθερίαςυψηλότερα ενεργειακά επίπεδα με πολλούς βαθμούς ελευθερίας

αγωγοίαγωγοίημιαγωγοίημιαγωγοίμονωτέςμονωτές

ΗΜΙΑΓΩΓΙΚΑ ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΕΠΑΦΗ ΗΜΙΑΓΩΓΙΚΑ ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΕΠΑΦΗ “pn”“pn”

pp nn

p p έλειψη ηλεκτρονίωνέλειψη ηλεκτρονίων ( (η προσθήκη – η προσθήκη – dopingdoping του του Group III element Group III element προκαλεί έλειψη σε ηλεκτρόνια σε σύγκριση με το απλό πυρίτιο - προκαλεί έλειψη σε ηλεκτρόνια σε σύγκριση με το απλό πυρίτιο - SiliconSilicon

n n περίσσεια ηλεκτρονίωνπερίσσεια ηλεκτρονίων ((η προσθήκη – η προσθήκη – doping doping του του Group V elementGroup V element προσθέτει επιπλέον ηλεκτρόνια )προσθέτει επιπλέον ηλεκτρόνια )

(hole +)(hole +)(e-)(e-)

ΕΠΑΦΗ ΕΠΑΦΗ “pn” “pn” ΟΠΕΣ / ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑ & ΦΩΤΟΝΙΑ ΟΠΕΣ / ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑ & ΦΩΤΟΝΙΑ

Η «ΕΠΑΦΗ» των περιοχών Η «ΕΠΑΦΗ» των περιοχών p/n p/n δημιουργεί την περιοχή αραίωσης (δημιουργεί την περιοχή αραίωσης (depletion region Vdepletion region VDD))Η «ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΟΡΘΗΣ ΤΑΣΗΣ Η «ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΟΡΘΗΣ ΤΑΣΗΣ V >= VV >= VDD» μειώνει το ενεργειακό χάσμα και » μειώνει το ενεργειακό χάσμα και προκαλεί ροή ηλεκτρονίων απο περιοχή προκαλεί ροή ηλεκτρονίων απο περιοχή “n “n p” p” Τότε τα ηλεκτρόνια «ΕΠΑΝΑΣΥΝΔΕΟΝΤΑΙ» με τις οπέςΤότε τα ηλεκτρόνια «ΕΠΑΝΑΣΥΝΔΕΟΝΤΑΙ» με τις οπέςΑυτό το φαινόμενο δημιουργεί την εκπομπή φωτονίων Αυτό το φαινόμενο δημιουργεί την εκπομπή φωτονίων ΜΙΑ ΕΠΑΝΑΣΥΝΔΕΣΗ = ΕΝΑ ΦΩΤΟΝΙΟΜΙΑ ΕΠΑΝΑΣΥΝΔΕΣΗ = ΕΝΑ ΦΩΤΟΝΙΟ

~~e VD Eg

~~h ν Eg

hole

electron

absorptionnon-radiativetransition

Radiative transition:emission of photon

CB

VBhole

electron

absorptionnon-radiativetransition

Radiative transition:emission of photon

CB

VB

ΕΠΑΦΗ ΕΠΑΦΗ “pn” “pn” ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΣΤΗΝ ΕΚΠΟΜΠΗ ΦΩΤΟΣ ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΣΤΗΝ ΕΚΠΟΜΠΗ ΦΩΤΟΣ

ΤΡΕΙΣ ΤΡΕΙΣ (3) (3) ΠΕΡΙΠΤΩΣΕΙΣ ΜΕΤΑΒΑΣΗΣ ΠΕΡΙΠΤΩΣΕΙΣ ΜΕΤΑΒΑΣΗΣ Απορρόφηση (Απορρόφηση (absorption)absorption) Μη εκπέμπουσα μετάβασηΜη εκπέμπουσα μετάβαση (non – radiative) (non – radiative) Εκπέμπουσα μετάβασηΕκπέμπουσα μετάβαση (emission) (emission)

Light Emitting Diode Light Emitting Diode

LEDLED

Light Emitting Diode – LEDLight Emitting Diode – LED((ΕΚΠΟΜΠΗ ΦΩΤΟΣ ΑΠΟ ΕΠΑΦΗ ΕΚΠΟΜΠΗ ΦΩΤΟΣ ΑΠΟ ΕΠΑΦΗ pn pn ΤΥΠΟΥ ΤΥΠΟΥ LED)LED)

LED: LED: ΚΥΚΛΩΜΑ ΚΑΙ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΗΚΥΚΛΩΜΑ ΚΑΙ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΗ

IIff = I = I((forward) = forward) = Ρεύμα ορθής πόλωσηςΡεύμα ορθής πόλωσης σε σε mAmAR = R = αντίσταση περιορισμού ρεύματοςαντίσταση περιορισμού ρεύματοςPo = Light Output = Po = Light Output = εκπεμπόμενη οπτική ισχύς σε εκπεμπόμενη οπτική ισχύς σε miliWatt (mW)miliWatt (mW)

Οπτική ισχύς Οπτική ισχύς Po Po ΕΥΘΕΩΣ ΑΝΑΛΟΓΗ ΕΥΘΕΩΣ ΑΝΑΛΟΓΗ του ρεύματοςτου ρεύματος I Iff

((ΥΠΕΝΘΥΜΙΣΗΥΠΕΝΘΥΜΙΣΗ: : Ηλεκτρική ισχύς Ηλεκτρική ισχύς ανάλογη του Ι ανάλογη του Ι 22 ) )

LED: LED: ΓΡΑΜΜΙΚΟΤΗΤΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΗΣΓΡΑΜΜΙΚΟΤΗΤΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΗΣ

Παλμική λειτουργία Παλμική λειτουργία LEDLED

Συνεχής λειτουργία Συνεχής λειτουργία LEDLED

Εξάρτηση της γραμμικότητας της Εξάρτηση της γραμμικότητας της LED LED απο τον τρόπο λειτουργίαςαπο τον τρόπο λειτουργίαςΠαλμική λειτουργία (Παλμική λειτουργία (ON – OFF, 1 ON – OFF, 1 / 0) «ξεκουράζει» & «ψύχει»/ 0) «ξεκουράζει» & «ψύχει» ΠΟΙΟ ΠΟΙΟ ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΓΡΑΜΜΙΚΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣυνεχής λειτουργία (Συνεχής λειτουργία (Continuous) Continuous) επιβαρύνει επιβαρύνει ΛΙΓΟΤΕΡΟ ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΛΙΓΟΤΕΡΟ ΓΡΑΜΜΙΚΗ

LED: LED: ΟΠΤΙΚΗ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ «λ» & ΟΠΤΙΚΗ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ «λ» & ΑΠΌΣΤΑΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΩΝ ΖΩΝΩΝ (ΑΠΌΣΤΑΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΩΝ ΖΩΝΩΝ (Eg)Eg)

EEgg== hh cc // λλ = 1240eV-nm/ = 1240eV-nm/λλ ( (c = c = λ ν)λ ν)

h = Plank's Constant = 4.13 x 10h = Plank's Constant = 4.13 x 10-15-15 eV eV••ssc = speed of light = 2.998 x 10c = speed of light = 2.998 x 1088 m/s m/sλλ = wavelength in nm = wavelength in nm

Material  Formula Energy Gap (Eg)

Wavelength(λ)

Gallium Phosphide

 GaP 2.24 eV 550 nm

Aluminum Arsenide

 AIAs 2.09 eV 590 nm

Gallium Arsenide

 GaAs 1.42 eV 870 nm

Indium Phosphide

 InP 1.33 eV 930 nm

Aluminum-Gallium

Arsenide 

AIGaAs 1.42-1.61 eV 770-870 nm

Indium-Gallium-Arsenide-Phosphide

 

InGaAsP 0.74-1.13 eV 1100-1670 nm

LED: LED: ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΕΚΠΕΜΠΟΜΕΝΟ «λ» ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΕΚΠΕΜΠΟΜΕΝΟ «λ»

ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΑΠΟΔΟΤΙΚΟΤΗΤΑΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΑΠΟΔΟΤΙΚΟΤΗΤΑ((InternalInternal QQuantum uantum E Efficiencyfficiency – – nnintint ))

Μη εκπέμπουσα Μη εκπέμπουσα (non – radiative)(non – radiative) Εκπέμπουσα Εκπέμπουσα (emission)(emission)

nnint int = = PPoo / P / Pee

PPoo = = Οπτική ισχύςΟπτική ισχύς

PPee = = Ηλεκτρική ΙσχύςΗλεκτρική Ισχύς

hole

electron

absorptionnon-radiativetransition

Radiative transition:emission of photon

CB

VBhole

electron

absorptionnon-radiativetransition

Radiative transition:emission of photon

CB

VB

eIP

LEDLED

int,

int

Αναλυτικός τύποςΑναλυτικός τύποςPPoo

PPee

ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΑΠΟΔΟΤΙΚΟΤΗΤΑΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΑΠΟΔΟΤΙΚΟΤΗΤΑ((ExternalExternal QQuantum uantum E Efficiencyfficiency – – nnextext))

substrate

npc

n1

n2

nnextext = = Αριθμός φωτονίων που εξέρχονται της Αριθμός φωτονίων που εξέρχονται της LEDLED

Μηχανισμοί απωλειών που επηρεάζουν το Μηχανισμοί απωλειών που επηρεάζουν το nnextext ::

(1) (1) ΑπορρόφησηΑπορρόφηση μέσα στην μέσα στην LEDLED(2) (2) Απώλειες Απώλειες FresnelFresnel : part of the light gets reflected back,: part of the light gets reflected back, reflection coefficient: R={(n reflection coefficient: R={(n22-n-n11)/(n)/(n22+n+n11)})}(3) (3) Απώλειες Απώλειες Critical angleCritical angle: all light gets reflected back if : all light gets reflected back if > > CC with with CC=sin=sin--11(n(n11/n/n22) )

critical angle [e.g. critical angle [e.g. CC=17=17° for GaP/air interface with ° for GaP/air interface with nn22=3.45, n=3.45, n11=1]=1]

HOMOJUNCTION – HOMOSTRUCTURE HOMOJUNCTION – HOMOSTRUCTURE ““pp n” n” τμήματα προερχόμενα απο τμήματα προερχόμενα απο ιδιο Υλικό ιδιο Υλικό - Substrate - Substrate (ίδιο (ίδιο EgEg))

HETEROJUNCTION – HETEROSTRUCTURE HETEROJUNCTION – HETEROSTRUCTURE ““pp n” n” τμήματα προερχόμενα απο τμήματα προερχόμενα απο διαφορετικά Υλικά διαφορετικά Υλικά - Substrate - Substrate (διαφορετικό (διαφορετικό EgEg))

ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΤΙΚΗ ΔΟΜΗ ΤΗΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΤΙΚΗ ΔΟΜΗ ΤΗΣ LEDLED

SLEDSLED

ELEDELED

ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΤΙΚΗ ΔΟΜΗ ΤΗΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΤΙΚΗ ΔΟΜΗ ΤΗΣ LEDLEDHOMOJUNCTION – HOMOSTRUCTURE HOMOJUNCTION – HOMOSTRUCTURE

““pp n” n” τμήματα προερχόμενα απο τμήματα προερχόμενα απο ιδιο Υλικό ιδιο Υλικό - Substrate - Substrate (ίδιο (ίδιο EgEg))

ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΤΙΚΗ ΔΟΜΗ ΤΗΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΤΙΚΗ ΔΟΜΗ ΤΗΣ LEDLEDHETEROJUNCTION – HETEROSTRUCTURE HETEROJUNCTION – HETEROSTRUCTURE

““pp n” n” τμήματα προερχόμενα απο τμήματα προερχόμενα απο διαφορετικά Υλικά διαφορετικά Υλικά SubstrateSubstrate (διαφορετικό (διαφορετικό EgEg))

DOUBLEDOUBLEHETEROSTRUCTUREHETEROSTRUCTURE

ΚατευθυντικότηταΚατευθυντικότητα Μικρή επιφάνεια εκπομπήςΜικρή επιφάνεια εκπομπής

ΤΥΠΟΙ ΤΥΠΟΙ LEDLED ΜΕ ΒΑΣΗ ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΗΝ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑ ΕΚΠΟΜΠΗΣΤΗΝ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑ ΕΚΠΟΜΠΗΣ

SLEDSLED

ELEDELED

ΓΩΝΙΑ ΚΑΙ ΛΟΒΟΣ ΕΚΠΟΜΠΗΣ ΤΗΣ ΓΩΝΙΑ ΚΑΙ ΛΟΒΟΣ ΕΚΠΟΜΠΗΣ ΤΗΣ LEDLED

SLEDSLED

ELEDELED

Πηγή εκπομπής Πηγή εκπομπής

τύπου τύπου LambertianLambertian

P = PP = P0 0 coscosθθ

ΗΗETEROSTRUCTUREETEROSTRUCTURE

HOMOSTRUCTUREHOMOSTRUCTURE

θθ

θθ

ΣΥΖΕΥΞΗ ΤΗΣ ΣΥΖΕΥΞΗ ΤΗΣ LEDLED ΜΕ ΤΗΝ ΟΠΤΙΚΗ ΙΝΑ ΜΕ ΤΗΝ ΟΠΤΙΚΗ ΙΝΑ

Ταίριασμα του «θ» της Ταίριασμα του «θ» της LED LED με το «ΝΑ» της οπτικής ίναςμε το «ΝΑ» της οπτικής ίνας

Burrus SLEDBurrus SLED ( (Bell Labs 1971)Bell Labs 1971)

PPinin =P =P0 0 (NA) (NA) 22 για για Step Index Step Index Οπτική Ινα και Οπτική Ινα και προσεγγιστικα προσεγγιστικα ΓιαΓια Graded Index Graded Index Οπτική Ινα Οπτική Ινα

ΣΥΖΕΥΞΗ ΤΗΣ ΣΥΖΕΥΞΗ ΤΗΣ LEDLED ΜΕΣΩ ΦΑΚΩΝ ΕΣΤΙΑΣΗΣ ΜΕΣΩ ΦΑΚΩΝ ΕΣΤΙΑΣΗΣ

Micro – Lens Micro – Lens Σύζευξη Σύζευξη

Macro – Lens Macro – Lens Σύζευξη Σύζευξη

Ταίριασμα του «θ» της Ταίριασμα του «θ» της LED LED με το «ΝΑ» της οπτικής ίναςμε το «ΝΑ» της οπτικής ίνας

ΣΥΖΕΥΞΗ ΤΗΣ ΣΥΖΕΥΞΗ ΤΗΣ LEDLED ΜΕ ΕΠΕΜΒΑΣΗ ΜΕ ΕΠΕΜΒΑΣΗ ΣΤΟ ΝΑ ΤΗΣ ΟΠΤΙΚΗΣ ΙΝΑΣΣΤΟ ΝΑ ΤΗΣ ΟΠΤΙΚΗΣ ΙΝΑΣ

Ταίριασμα του «θ» της Ταίριασμα του «θ» της LED LED με το «ΝΑ» της οπτικής ίναςμε το «ΝΑ» της οπτικής ίνας

ΑΝΑΛΟΓΙΚΗ ΟΔΗΓΗΣΗ ΤΗΣ ΑΝΑΛΟΓΙΚΗ ΟΔΗΓΗΣΗ ΤΗΣ LELEDD(ΑΝΑΛΟΓΙΚΗ ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ)(ΑΝΑΛΟΓΙΚΗ ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ)

Απλό κύκλωμα Απλό κύκλωμα

με τρανζίστορμε τρανζίστορ

Γραμμικό κύκλωμα Γραμμικό κύκλωμα

χαμηλών συχνοτήτων χαμηλών συχνοτήτων

με με OpAmpOpAmp

Γραμμικό κύκλωμα Γραμμικό κύκλωμα

υψηλών συχνοτήτων υψηλών συχνοτήτων

με με OpAmpOpAmp

ΑΝΑΛΟΓΙΚΗ ΟΔΗΓΗΣΗ ΤΗΣ ΑΝΑΛΟΓΙΚΗ ΟΔΗΓΗΣΗ ΤΗΣ LELEDD(ΑΝΑΛΟΓΙΚΗ ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ)(ΑΝΑΛΟΓΙΚΗ ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ)

ΨΗΦΙΑΚΗ ΟΔΗΓΗΣΗ ΤΗΣ ΨΗΦΙΑΚΗ ΟΔΗΓΗΣΗ ΤΗΣ LELEDD(ΨΗΦΙΑΚΗ ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ)(ΨΗΦΙΑΚΗ ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ)

Απλό κύκλωμα με τρανζίστορ Απλό κύκλωμα με τρανζίστορ (LED (LED εν σειρά) για χαμηλά εν σειρά) για χαμηλά bit ratesbit rates

Απλό κύκλωμα με τρανζίστορ Απλό κύκλωμα με τρανζίστορ (LED (LED εν εν παραλλήλω) για υψηλότερα παραλλήλω) για υψηλότερα bit ratesbit rates

Ειδικό κύκλωμα με τρανζίστορ Ειδικό κύκλωμα με τρανζίστορ και βελτιωμένους χρόνους (και βελτιωμένους χρόνους (On On – Off– Off) για πολύ υψηλότερα ) για πολύ υψηλότερα bit bit ratesrates

ΧΡΟΝΙΚΗ ΑΠΟΚΡΙΣΗ ΤΗΣ ΧΡΟΝΙΚΗ ΑΠΟΚΡΙΣΗ ΤΗΣ LED LED ΣΕ ΣΕ ΨΗΦΙΑΚΗ ΟΔΗΓΗΣΗΨΗΦΙΑΚΗ ΟΔΗΓΗΣΗ

Ειδικό κύκλωμα με τρανζίστορ Ειδικό κύκλωμα με τρανζίστορ και βελτιωμένους χρόνους (και βελτιωμένους χρόνους (On On – Off– Off) για πολύ υψηλότερα ) για πολύ υψηλότερα bit bit ratesrates

IIff PPoo

ΧΡΟΝΙΚΗ ΑΠΟΚΡΙΣΗ ΤΗΣ ΧΡΟΝΙΚΗ ΑΠΟΚΡΙΣΗ ΤΗΣ LED LED ΣΕ ΣΕ ΨΗΦΙΑΚΗ ΟΔΗΓΗΣΗΨΗΦΙΑΚΗ ΟΔΗΓΗΣΗ

ttrr = 2.2 [ = 2.2 [ τ τ + (1.7 x 10+ (1.7 x 10–4–4 x T°K x C ) /I x T°K x C ) /Ip p ]]

BW = 0.35BW = 0.35 // ttrr

ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΗΣ ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΗΣ LEDLEDActive Material

Type Radiating wavelength (nm)

Spectral width (nm)

Output power into fiber (µW)

Forward current (mA)

Rise/fall time (ns)

AIGaAs SLED 660 20 190–1350 20(min) 13/10

ELED 850 35–65 10–80 60–100 2/2–6.5/6.5

GaAs SLED 850 40 80–140 100 —

ELED 850 35 10–32 100 6.5/6.5

InGaAsP SLED 1300 110 10–50 100 3/3

ELED 1300 25 10–150 30–100 1.5/2.5

ELED 1550 40–70 1000–7500 200–500 0.4/0.4–12/12

ΓΙΑ ΜΙΑ LED TO ΓΙΝΟΜΕΝΟ “BW * PO ” = ΣΤΑΘΕΡΟ

ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΣΥΓΚΡΙΣΗ LEDLED ΜΕ ΜΕ LASERLASERComparison of LEDs and Lasers

Characteristics LEDs Lasers

Output Power Linearly proportional to drive current

Proportional to current above the threshold

Current Drive Current: 50 to 100 mA Peak

Threshold Current: 5 to 40 mA

Coupled Power Moderate High

Speed Slower Faster

Output Pattern Higher Lower

Bandwidth Moderate High

Wavelengths Available 0.66 to 1.65 µm 0.78 to 1.65 µm

Spectral Width Wider (40-190 nm FWHM)

Narrower (0.00001 nm to 10 nm FWHM)

Fiber Type Multimode Only SM, MM

Ease of Use Easier Harder

Lifetime Longer Long

Cost Low ($5-$300) High ($100-$10,000)