2.16 Параметры оптического излучения

Параметры оптического излучения, а также их опреде­ления, расчетные формулы, единицы величин и обозначе­ния сведены в таблице 2.4.

Таблица 2.4 – Энергетические и световые параметры оптического излучения

Энергетические параметры		Определение	Формула	Световые параметры
Название и обозначение	Единица измерения			Название и обозначение	Единица измерения
Поток излучения Фе	Вт	Скорость переноса энергии излучения		Световой поток ФV	лм
Сила излучения Iе	Вт/ср	Поток в единице телесного угла		Сила света I V	кд = лм/ср
Энергетическая светимость (излучательность) Мe	Вт/м2	Поток с единицы площади излучаю­щей поверхности		Светимость МV	лм/м2
Энергетическая яркость Le	Вт/(срм2)	Поток в единице телесного угла, отнесенный к площади излучаю­щей поверхности под углом относительно нормали к ней		Яркость LV	кд/м2 = лм/(срм2)
Энергетическая освещенность (облученность) Ее	Вт/м2	Поток на единицу площади поверх­ности приемника излучения		Освещен-ность ЕV	лк = лм/м2

Излучение в оптическом диапазоне может характеризо­ваться как волновыми, так и корпускулярными катего­риями и параметрами и может быть представлено в виде потока фотонов. Энергия каждого фотона определяется со­отношением

, (2.80)

где h – постоянная Планка, равная 4,1310^-15 эВс;

с – скорость света в вакууме, равная 310⁸ м/с;

n – показа­тель преломления оптической среды;

,  – частота колеба­ний, Гц, и длина волны, м, оптического излучения.

Пусть в единицу времени через единичную площадь проходит N_ф фотонов. Тогда поток излучения Ф определяется выражением

, (2.81)

где S – площадь.

Поток излучения при заданном N_ф тем больше, чем короче длина волны излучения. Полезно выразить число фотонов через энергетические параметры излучения

, (2.82)

где N_ф измеряется в l/(м²c);  - в мкм; Ф/S - в Вт/м².

Тестовые вопросы к главе 2 «Физические основы оптоэлектроники»

1. Какой длине волны соответствует максимальная чувствительность глаза:

а) 0,41 мкм; б) 0,56 мкм; в) 0,63 мм; г) 0,72 мм.

2.2. Какой длине волны соответствует минимальная чувствительность глаза в области близкой к ультрафиолетовому излучению:

а) 0,4 мкм;

б) 0,45 мкм;

в) 0,5 мкм;

г) 0,6 мкм

2.3. Какой длине волны соответствует минимальная чувствительность глаза в области близкой к инфракрасному излучению:

а) 0,72 мкм;

б) 0,62 мкм;

в) 0,55 мкм;

г) 0,5 мкм.

2.4. Какой из материалов относится к непрямозонным материалам:

а) ZnSe;

б) GaP;

в) GaN;

г) CdS.

2.5. Какие из пар материалов позволяют создавать гетеро оптоэлектронные приборы:

а) Ge – Ge; б) Si – Si; в) GaAs – GaAlAs; г) GaAs – GaAs.

2.6. Какой механизм генерации излучения реализуется в полупроводниках:

а) эффект термоэлектронной эмиссии;

б) эффект генерации электронно-дырочных пар;

в) эффект рекомбинации;

г) эффект фотолюминесценции.

7. Какие из указанных материалов пригодны для изготовления излучающих приборов:

а) Ge; б) Si; в) Cu; г) GaP.

2.8. Какие из указанных материалов пригодны для изготовления фотоприемников:

а) Аl; б) Аu; в) Ge; г) Si.

2.9. Материалы с какой шириной запрещенной зоны используются для изготовления оптоэлектронных приборов видимой области спектра:

а) EG = 0,1 эВ; б) EG = 1,5 эВ; в) EG = 3,5 эВ; г) EG = 6 эВ.

2.10. Какая из составляющих общего тока р-n - перехода обеспечивает инжекционную электролюминесценцию:

а) обратный ток р-n – перехода;

б) прямой ток р-n – перехода;

в) туннельный ток;

г) ток утечки по поверхности р-n – перехода.