Світловипромінюючий пристрій

Світловипромінюючий пристрій, що містить випромінюючі активні елементи, які розміщені на одній теплопровідній основі та випромінюють в 3 54547 4 зворотного зміщення. Рівні напруг прямого і звороних елементів з p-n-переходами, які випромінюють тного зміщень, що подаються засобом збудження, в максимумах на m 2 заданих довжинах хвиль, встановлюють так щоб при заданому рівні вхідної узгоджених для кожного із m 2 інтервалів темпенапруги прямого зміщення зміна вихідної потужноратур робочого діапазону, активні елементи з p-nсті СВД із зміною температури була по суті рівною переходами здатні працювати в імпульсному резміні вихідної потужності СВД із зміною темперажимі з однаковим або різним інтервалом часу, тури при заданому рівні вхідної напруги зворотного тривалість роботи активних елементів з p-nзміщення і урівноважувалася вказаною зміною переходами визначається мікропроцесорним бловихідної потужності СВД із зміною температури ком керування. при заданому рівні вхідної напруги зворотного Робочий діапазон температур СП задається зміщення по всьому вибраному інтервалу темпеm 2 інтервалами температур для кожного з яких ратур, а різниця у вихідній потужності між позитивузгоджені відповідні спектральні характеристики ною люмінесценцією і негативною люмінесценцією випромінювання активних елементів з p-nСВД стабілізувалася відносно температури. Техніпереходами. Максимум довжини хвилі випромінючний результат, який досягається при використанні вання активних елементів з p-n-переходами зададаного пристрою є зниження або взагалі відсутється на середнє значення інтервалу температур, ність вимог до стабілізації температури для стійкої що дозволяє краще узгодити температурні зміроботи світлодіодів в інфрачервоному діапазоні. щення спектральних характеристик активних елеНедоліком даного пристрою є складність роментів по відношенню до спектральної чутливості боти пристрою СВД за рахунок попередніх встанофотоприймача і/або смуги власного поглинання влень прямих і обернених напруг, що подаються аналізуючого газу при зміні температури оточуюзасобом збудження на СВД з різними довжинами чого середовища. Мікропроцесорний блок керухвиль випромінювання та в послідуючому обробка вання, в залежності від температури оточуючого одержаного випромінювання. В широкому інтервасередовища на даний момент, визначає робочий лі температур відбувається стабілізація потужності інтервал температур та активуює відповідні активвипромінювання, однак, не забезпечується узгоні елементи з p-n-переходами. Наявність мікропдженість спектра джерела випромінювання і спекроцесорного блоку керування пристроєм дозволяє тральної чутливості фотоприймача і/або спектра програмно вмикати активні елементи з р-nпоглинання досліджуваного газу під дією темперапереходами в будь-якій послідовності, що значно тури оточуючого середовища. розширює область його використання. Крім того, За прототип корисної моделі взято напівпровіза рахунок використання простих та технологічних дникове джерело випромінювання [3], яке містить у виготовленні випромінюючих активних елементів оптичний фільтр на робочу довжину хвилі з вузьз р-n-переходами, одержаних на основі неперекою смугою пропускання, а випромінюючий елервного ряду твердих розчинів за планарною техмент виконаний не менше як із двох випромінююнологією, відбувається спрощення конструкції вичих кристалів з однаковими температурними промінювальної частини пристрою. коефіцієнтами забороненої зони, з'єднаних посліВикористання активних елементів з р-nдовно та спектри випромінювання яких рознесені переходами здатних працювати в імпульсного репо довжинам хвиль відносно робочої довжини жиму роботи з однаковим або різним інтервалом хвилі оптичного фільтра відповідно в довгохвичасу забезпечує підвищену потужність випромінюльову і короткохвильову область спектра. Технічвання СП, що також розширює область його виконий результат, який досягається при використанні ристання. даного напівпровідникового джерела випромінюНа фіг. 1 наведено конструкцію СП, що заяввання є стабілізація потужності та смуги випроміляється. нювання напівпровідникового джерела випромінюСП містить теплопровідну 1 основу на якій вання в широкому інтервалі температур при знаходяться заглиблення 2 в основі яких розміщеодночасному спрощенні конструкції. ні активні 3, 4 і 5 елементи з р-n-переходами. БоНедоліком даного напівпровідникового джерекова поверхня корпусу 7 НСВ, яка формує випролавипромінювання є відсутність узгодженості спемінювання активних елементів, виготовлена у ктра джерела випромінювання і спектральної чутформі урізаного конуса або іншого концентратора ливості фотоприймача і/або спектра поглинання випромінювання. Активні 3, 4 і 5 елементи з р-nдосліджуваного газу під дією температури оточуюпереходами випромінюють в максимумі на різних чого середовища у широкому інтервалі темперазаданих довжинах хвиль і розміщені в просвітлютур. ючому та фокусуючому 8 середовищі із заданим Завданням корисної моделі є забезпечення узпоказником заломлення. Корпус 7 містить прозоре годженості спектра світловипромінюючого придля випромінювання активних елементів вихідне 9 строю (СП) по відношенню до спектральної чутливікно. Активація активних 3, 4 і 5 елементів відбувості фотоприймача і/або спектра поглинання вається безпосередньо через струмовідводи 6 або досліджуваного газу під дією температури оточуюпрограмно з використанням мікропроцесорного 10 чого середовища у широкому інтервалі темпераблоку керування. тур та розширення області використання. На фіг. 2 наведено розміщення активних 3, 4, Поставлене завдання досягається таким чи11 і 12 елементів з р-n-переходами, які випроміном, що світловипромінюючий пристрій, що міснюють в максимумах на заданих довжинах хвиль, тить випромінюючі активні елементи, які розміщені узгоджених з довжиною хвилі в максимумі смуги на одній теплопровідній основі та випромінюють в власного поглинання газу відповідно для кожного максимумах на різних довжинах хвиль, n 2 активінтервалу температур та активного 5 елементу з р 5 54547 6 n-переходом, який випромінює в максимумі на шення потужності потоку випромінювання, що додовжині хвилі поза смугою власного поглинання зволяє забезпечити стабільність роботи НСП. аналізованого газу. При понижені температури оточуючого сереСвітловипромінюючий пристрій працює настудовища, потужність випромінювання активних пним чином. елементів з р-n-переходами на різних довжинах При прикладанні напруги до випромінюючих хвиль збільшується неоднаково, тому для деяких активних 3, 4 і 5 елементів з р-n-переходами, які робочих інтервалів температур кількість активних випромінюють в максимумах на заданих довжинах елементів з р-n-переходами може бути зменшена. хвиль, через них проходить електричний струм в Активні елементи з р-n-переходами були одепрямому напрямку і одночасно генерується виржані на основі твердих розчинів InGaAs, що генепромінювання. В залежності від температурного рують випромінювання в інфрачервоній області діапазону роботи СП задається певна кількість спектру на довжинах хвиль 2,5-3,9 мкм та InAsSbP, інтервалів температур, серед яких, один з них на що генерують випромінювання на довжинах хвиль даний момент визначається робочим інтервалом 4,2-5,0 мкм. Температурний коефіцієнт зміни шита якому відповідає наперед задана спектральна рини забороненої зони рівний 3,3 10-4 еВ/град. характеристика випромінювання активного елемеДля робочого діапазону температур від -20 °С до нта з р-n-переходом. На виході СП формується +50 °С довжина хвилі в максимумі випромінюванмонохроматичне випромінювання на робочій довня активних елементів з р-n-переходами зміщуєтьжині хвилі. Зміна температури навколишнього сеся з 4,0 мкм до 4,4 мкм, що дозволяє узгодити спередовища приводить до зміщення спектру випроктральні характеристики випромінювання активних мінювання активного 3 елементу у відповідності із елементів по відношенню до спектральної чутлитемпературним коефіцієнтом зміни ширини забовості фотоприймача і смуги власного поглинання роненої зони. Для іншої температури оточуючого аналізованого газу СО2. Для даного аналізованого середовища, робочим інтервалом температур стає газу активний 5 елемент з р-n-переходом (фіг. 2) інший інтервал температур, якому відповідає навипромінює в максимумі на довжині хвилі 3,8 мкм перед задана інша спектральна характеристика поза смугою власного поглинання СО2. випромінювання активного 4 елемента. Наявність Запропонована корисна модель дозволяє двох і більше заданих інтервалів температур, заодержати світловипромінюючий пристрій, який безпечує краще узгодження температурних зміефективно узгоджує його спектральні характерисщень спектральних характеристик випромінювантики по відношенню до спектральної чутливості ня активних елементів по відношенню до фотоприймача і/або спектра поглинання досліджуспектральної чутливості фотоприймача і/або смуги ваного газу під дією температури оточуючого севласного поглинання аналізованого газу під дією редовища у широкому інтервалі температур та температури оточуючого середовища. Вмикання значно розширює область використання. активних 3, 4 і 5 елементів з р-n-переходами заДжерела інформації: безпечується мікропроцесорним 10 блоком керу1. Александров С.Е., Гаврилов Г.А., Капралов вання в різні моменти часу в залежності від швидА.А., Матвеев Б.А., Сотникова Г.Ю., Ременный кості зміни температури оточуючого середовища. М.А. Моделирование характеристик оптических Мікропроцесорний 10 блок керування дозволяє газовых сенсоров на основе диодных оптопар програмно вмикати активні елементи з р-nсреднего ИК-диапазона спектра // Журнал технипереходами в будь-якій послідовності. ческой физики. - 2009. - Т.79, №6. - С.112-118. Зміна режиму роботи НСП (величина струму 2. Патент РФ №2170995, Светодиодное устI=200 мА, частота слідування імпульсів до 10 МГц, ройство, МПК H01L33/00, дата публікації скважність 2) на імпульсний режим роботи (І= 1-10 2001.07.20. А, частота слідування імпульсів до 10 Гц, трива3. Патент України № 57845 С2, Пристрій світлість імпульсу = 100 мкс) збільшує потужність ловипромінювального діода (СВД) ІЧ-діапазону, випромінювання НСП в середньому на порядок. датчик, що включає в себе пристрій СВД ІЧВідомо, що потужність світлового потоку джедіапазону, спосіб приведення в дію СВД ІЧрела випромінювання, який містить активні елемедіапазону та спосіб роботи датчика, що містить нти з р-n-переходами, зменшується при підвищенСВД ІЧ-діапазону, МПК G01N21/35, H01L33/00, ні температури оточуючого середовища. дата публікації 15.07.2003. Збільшення кількості випромінюючих активних 4. Патент України №90289, Напівпровідникове елементів з р-n-переходами приводить до збільджерело випромінювання, МПК(2009) H01L33/00, дата публікації 2010.04.26. 7 Комп’ютерна верстка В. Мацело 54547 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601