RU53500U1 - ELECTROLUMINESCENT RADIATOR - Google Patents

ELECTROLUMINESCENT RADIATOR Download PDF

Info

Publication number
RU53500U1
RU53500U1 RU2005136294/22U RU2005136294U RU53500U1 RU 53500 U1 RU53500 U1 RU 53500U1 RU 2005136294/22 U RU2005136294/22 U RU 2005136294/22U RU 2005136294 U RU2005136294 U RU 2005136294U RU 53500 U1 RU53500 U1 RU 53500U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
window
emitting layer
transparent
radiation
photoluminescent emitter
Prior art date
Application number
RU2005136294/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Леонид Леонидович Акатов
Раиса Марьяновна Амальская
Андрей Емельянович Гамарц
Емельян Михайлович Гамарц
Иван Гаврилович Лукица
Вячеслав Алексеевич Мошников
Джульетта Борисовна Чеснокова
Original Assignee
Емельян Михайлович Гамарц
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Емельян Михайлович Гамарц filed Critical Емельян Михайлович Гамарц
Priority to RU2005136294/22U priority Critical patent/RU53500U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU53500U1 publication Critical patent/RU53500U1/en

Links

Landscapes

  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области полупроводниковой оптоэлектроники, а именно к источникам инфракрасного излучения, предназначенных, в основном, для использования в газовых анализаторах. Решена задача создания фотолюминесцентного излучателя с высокой мощностью излучения при условии ее временной и температурной стабильности. Фотолюминесцентный излучатель содержит корпус 1, в котором выполнено окно. Окно может быть закрыто фильтром 2. Фильтр может быть, прозрачным для длин волн в интервале 2-5 мкм, он может быть выполнен прозрачным в более узком диапазоне. Напротив окна в корпусе установлен светодиод 3 с подводящими электродами 4, выполненный на основе GaAs. Он является источником электромагнитного излучения с длиной волны 0,8-0,9 мкм, является источником накачки для нанесенного на подложку 5 переизлучающего слоя 6. Подложка 5 должна быть прозрачна для излучения накачки. На нее нанесен переизлучающий слой состава Pb1-xCdxSe1-ySy легированный йодом и кислородом, где: х=0,02-0,2, y=0,1-0,2.The utility model relates to the field of semiconductor optoelectronics, namely to sources of infrared radiation, intended mainly for use in gas analyzers. The problem of creating a photoluminescent emitter with a high radiation power under the condition of its temporary and temperature stability is solved. The photoluminescent emitter comprises a housing 1 in which a window is formed. The window can be closed by a filter 2. The filter can be transparent for wavelengths in the range of 2-5 μm, it can be made transparent in a narrower range. Opposite the window in the case there is a LED 3 with lead electrodes 4, made on the basis of GaAs. It is a source of electromagnetic radiation with a wavelength of 0.8-0.9 μm, is a pump source for the re-emitting layer 6 deposited on the substrate 5. The substrate 5 must be transparent for pump radiation. A re-emitting layer of the composition Pb 1-x Cd x Se 1-y S y doped with iodine and oxygen is applied on it, where: x = 0.02-0.2, y = 0.1-0.2.

Description

Полезная модель относится к области полупроводниковой оптоэлектроники, а именно к источникам инфракрасного излучения, предназначенным, в основном, для использования в газовых анализаторах.The utility model relates to the field of semiconductor optoelectronics, namely to sources of infrared radiation, intended mainly for use in gas analyzers.

Работа газового анализатора основана на методе недисперсионного газового анализа, при котором измеряется поглощение молекулами анализируемого вещества электромагнитного излучения от специального источника, к которому предъявляется ряд требований, в частности, длина волны генерируемого им электромагнитного излучения должна находиться в полосе поглощения анализируемых веществ, а именно, в интервале 2-5 мкм при условии долговременной и температурной стабильности интенсивности излучения.The work of the gas analyzer is based on the method of non-dispersive gas analysis, in which the absorption of the molecules of the analyte by the electromagnetic radiation from a special source is measured, to which a number of requirements are imposed, in particular, the wavelength of the electromagnetic radiation generated by it should be in the absorption band of the analyzed substances, namely, the range of 2-5 microns, provided long-term and temperature stability of the radiation intensity.

Известен фотолюминесцентный излучатель (Патент РФ №2208268), состоящий из корпуса с окном, внутри которого напротив окна размещен электролюминесцентный диод с электродами, генерирующий излучение в интервале длин волн 0,8-0,9 мкм, на котором размещена диэлектрическая подложка прозрачная в указанном интервале длин волн с нанесенным на нее многослойным переизлучающим слоем, содержащим Pb1-xCdxSe. Недостатком этой конструкции является недостаточно высокая интенсивность излучения, которая ограничена, в частности, мощностью излучения переизлучающего слоя.A known photoluminescent emitter (RF Patent No. 2208268), consisting of a housing with a window, inside which an electroluminescent diode with electrodes is placed opposite the window, generating radiation in the wavelength range of 0.8-0.9 μm, on which a transparent dielectric substrate is placed in the specified interval wavelengths coated with a multilayer re-emitting layer containing Pb 1-x Cd x Se. The disadvantage of this design is the insufficiently high radiation intensity, which is limited, in particular, by the radiation power of the re-emitting layer.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемому является фотолюминесцентный излучатель, описанный в Свидетельстве на полезную модель РФ №37576. Он состоит из корпуса с окном, внутри которого напротив окна размещен электролюминесцентный диод с электродами, генерирующий излучение в интервале длин волн 0,8-0,9 мкм, на котором размещена диэлектрическая подложка прозрачная в указанном интервале длин волн с нанесенным на нее переизлучающим слоем, содержащим Pb1-xCdxSe и легированный йодом и кислородом.The closest set of essential features to the proposed one is the photoluminescent emitter described in the Certificate for utility model of the Russian Federation No. 37576. It consists of a case with a window, inside which an electroluminescent diode with electrodes is placed opposite the window, generating radiation in the wavelength range of 0.8-0.9 μm, on which a transparent dielectric substrate is placed in the specified wavelength range with a re-emitting layer deposited on it, containing Pb 1-x Cd x Se and doped with iodine and oxygen.

Недостатком известной конструкции, так же как и рассмотренной выше, является недостаточно высокая мощность излучения, которая ограничена, в частности, мощностью излучения переизлучающего слоя.A disadvantage of the known design, as well as the one discussed above, is the insufficiently high radiation power, which is limited, in particular, by the radiation power of the re-emitting layer.

Технической задачей, решаемой предлагаемой полезной моделью, является создание фотолюминесцентного излучателя с высокой мощностью излучения при условии ее временной и температурной стабильности.The technical problem solved by the proposed utility model is the creation of a photoluminescent emitter with a high radiation power under the condition of its temporary and temperature stability.

Поставленная задача решается за счет того, что предлагаемый фотолюминесцентный излучатель, так же как и известный, содержит корпус с окном, внутри которого напротив окна размещен электролюминесцентный диод с электродами, генерирующий излучение в интервале длин волн 0,8-0,9 мкм, на котором размещена диэлектрическая подложка прозрачная в указанном интервале длин волн с нанесенным на нее переизлучающим слоем в состав которого входит селенид свинца и селенид кадмия и легированный йодом и кислородом. Но, в отличие от известного, в предлагаемом фотолюминесцентном излучателе в качестве переизлучающего слоя использован слой состава Pb1-xCdxSe1-ySy, где: x=0,02-0,2, y=0,1-0,2.The problem is solved due to the fact that the proposed photoluminescent emitter, as well as the known one, contains a case with a window, inside which an electroluminescent diode with electrodes is placed opposite the window, generating radiation in the wavelength range of 0.8-0.9 μm, on which a transparent dielectric substrate is placed in the indicated wavelength range with a re-emitting layer deposited on it, which includes lead selenide and cadmium selenide doped with iodine and oxygen. But, unlike the known one, in the proposed photoluminescent emitter, a layer of the composition Pb 1-x Cd x Se 1-y S y is used as the re-emitting layer, where: x = 0.02-0.2, y = 0.1-0 , 2.

Технический результат заключается в повышении мощности излучения за счет того, что в качестве переизлучающего слоя использовано четырехкомпонентное соединение Pb1-xCdxSe1-ySy в указанных соотношениях компонентов и легированное йодом и кислородом. При сравнении мощностей известного люминесцентного излучателя, выполненного на основе тройного твердого раствора, и заявляемого, выполненного на основе четырехкомпонентного соединения, мы видим, значительное увеличение мощности излучения. Например, при температуре 300 К и токе 80 мА мощность излучения известного излучателя равна 160 мкВт, а мощность излучения заявляемого излучателя 180 мкВт. При этом показатели временной стабильности и температурной не хуже, чем у известного излучателя.The technical result consists in increasing the radiation power due to the fact that the four-component compound Pb 1-x Cd x Se 1-y S y in the indicated ratios of the components and doped with iodine and oxygen is used as the re-emitting layer. When comparing the powers of the known luminescent emitter, made on the basis of a triple solid solution, and the claimed, made on the basis of a four-component compound, we see a significant increase in radiation power. For example, at a temperature of 300 K and a current of 80 mA, the radiation power of the known emitter is 160 μW, and the radiation power of the inventive emitter is 180 μW. In this case, the indicators of temporary stability and temperature are not worse than that of the known emitter.

Совокупность признаков, изложенных в пункте 2 формулы полезной модели, характеризует фотолюминесцентный излучатель, в котором в качестве электролюминесцентного диода использован диод на основе арсенида галлия.The combination of features set forth in paragraph 2 of the utility model formula characterizes a photoluminescent emitter, in which a gallium arsenide diode is used as an electroluminescent diode.

Диод на основе арсенида галлия используется в качестве источника электромагнитной накачки. Длина волны его излучения 0,8-0,9 мкм. Его достоинством по сравнению с полупроводниковым микролазером, который также можно использовать в устройстве, является большая мощность излучения и невысокая цена.A gallium arsenide diode is used as an electromagnetic pump source. The wavelength of its radiation is 0.8-0.9 microns. Its advantage compared to a semiconductor microlaser, which can also be used in the device, is its high radiation power and low price.

Совокупность признаков, изложенных в пункте 3 формулы полезной модели, включающий все признаки либо пункта 1, либо пункта 2 формулы, характеризует фотолюминесцентный излучатель, в котором переизлучающий слой выполнен нанокристаллическим.The combination of features set forth in paragraph 3 of the utility model formula, including all the features of either paragraph 1 or paragraph 2 of the formula, characterizes a photoluminescent emitter in which the re-emitting layer is made of nanocrystalline.

Эксперименты показали, что выполнение слоя нанокристаллическим дополнительно увеличивает мощность излучения.The experiments showed that the implementation of the nanocrystalline layer further increases the radiation power.

Совокупность признаков, изложенных в пункте 4 формулы полезной модели, характеризует фотолюминесцентный излучатель, в котором окно корпуса закрыто узкополосным интерференционным фильтром, прозрачным в одной из областей, лежащих в диапазоне длин волн 2-5 мкм.The combination of features set forth in paragraph 4 of the utility model formula characterizes a photoluminescent emitter, in which the case window is closed by a narrow-band interference filter, transparent in one of the areas lying in the wavelength range of 2-5 microns.

Для фотолюминесцентных излучателей, выполненных, как в нашем случае, на основе узкозонных полупроводников, при их работе в агрессивных средах важными являются вопросы герметизации и состава атмосферы внутри корпуса прибора. Нарушение герметичности может привести к нестабильности его показателей. Но использование фильтра позволяет обойтись без дополнительной герметизации. Но, главным образом, в таком исполнении он применяется для определения определенной примеси. Например, для определения NO2 фильтр должен быть прозрачным в области длины волны 3,4 мкм.For photoluminescent emitters made, as in our case, on the basis of narrow-gap semiconductors, during their operation in aggressive environments, issues of sealing and atmospheric composition inside the device are important. Lack of tightness can lead to instability of its performance. But the use of a filter allows you to do without additional sealing. But mainly in this design it is used to determine a specific impurity. For example, to determine NO 2, the filter should be transparent in the 3.4 μm wavelength region.

Полезная модель иллюстрируется чертежом, на котором схематически представлен разрез конструкции фотолюминесцентного излучателя.The utility model is illustrated by a drawing, which schematically shows a section through the construction of a photoluminescent emitter.

Фотолюминесцентный излучатель содержит корпус 1, в котором выполнено окно. В рассматриваемом примере выполнения окно закрыто фильтром 2. Например, для измерения содержания CO2 он выполняется прозрачным в области 4,2 мкм. Напротив окна в корпусе установлен светодиод 3 с подводящими электродами 4, выполненный на основе GaAs. Он является источником электромагнитного излучения с длиной волны 0,8-0,9 мкм, которое используется для накачки нанесенного на подложку 5 переизлучающего слоя 6. Подложка 5 должна быть прозрачна для излучения накачки. В рассматриваемом примере подложка выполнена из BaF2. На подложку нанесен переизлучающий слой, состава Pb1-xCdxSe1-ySy легированного йодом и кислородом, где: х=0,02-0,2, y=0,1-0,2.The photoluminescent emitter comprises a housing 1 in which a window is formed. In this example, the window is closed by filter 2. For example, to measure the content of CO 2 it is made transparent in the region of 4.2 μm. Opposite the window in the case there is a LED 3 with lead electrodes 4, made on the basis of GaAs. It is a source of electromagnetic radiation with a wavelength of 0.8-0.9 μm, which is used to pump the re-emitting layer 6 deposited on the substrate 5. The substrate 5 must be transparent for pump radiation. In this example, the substrate is made of BaF 2 . A re-emitting layer of the composition Pb 1-x Cd x Se 1-y S y doped with iodine and oxygen is applied to the substrate, where: x = 0.02-0.2, y = 0.1-0.2.

Ниже приводятся характеристики мощности и временной стабильности рассматриваемого прибора во всем заявляемом диапазоне состава переизлучающего слоя. Для наглядности примеры выполнения сведены в таблицы, где приводятся значения мощности излучения при различных составах переизлучающего слоя.The following are the characteristics of the power and temporal stability of the device in question throughout the claimed range of the composition of the re-emitting layer. For clarity, examples of execution are summarized in tables, which give the values of the radiation power for different compositions of the re-emitting layer.

Испытания проводились при следующих условиях:The tests were carried out under the following conditions:

Ток - 1 А, длительность импульса - 50 мкс, скважность - 200.Current - 1 A, pulse duration - 50 μs, duty cycle - 200.

Мощность излучения указана в мВт.The radiation power is indicated in mW.

При изменении Х меняется содержание Cd и соответственно Pb. При изменении У меняется содержание S и соответственно Se. Также при изменении этих параметров меняется длина волны.With a change in X, the content of Cd and, accordingly, Pb changes. With a change in Y, the content of S and, accordingly, Se changes. Also, when these parameters change, the wavelength changes.

Рассмотрим изменение мощности излучения при изменении Х и У.Consider the change in radiation power with a change in X and Y.

УAt 0-0,10-0.1 0,10.1 0,20.2 0,30.3 ХX         0,020.02 3,33.3 4,14.1 3,73,7 3,13,1 0,10.1 6,16.1 6,76.7 7,47.4 6,06.0 0,20.2 8,68.6 9,29.2 9,99.9 8,48.4

Приведенные данные свидетельствует о достижении высокой мощности излучения при всех заявляемых значениях состава переизлучающего слоя.The data presented indicates the achievement of a high radiation power for all the claimed values of the composition of the re-emitting layer.

При выполнении переизлучающего слоя нанокристаллическим, но при тех же режимах проведения эксперимента, мощность будет меняться следующим образом:When the re-emitting layer is nanocrystalline, but under the same experimental conditions, the power will change as follows:

УAt 0-0,10-0.1 0,10.1 0,20.2 0,30.3 ХX         0,020.02 3,53,5 4,64.6 4four 3,33.3 0,10.1 6.46.4 7,67.6 8,58.5 6,26.2 0,20.2 99 10,510.5 12,012.0 8,88.8

Анализ данных приведенных в таблице показывает, что при выполнении переизлучающего слоя нанокристаллическим значения мощности излучения увеличивается во всем диапазоне изменения состава слоя.An analysis of the data given in the table shows that when the re-emitting layer is made nanocrystalline, the radiation power values increase over the entire range of the layer composition.

В следующей таблице приведены данные, доказывающие соблюдение условия временной стабильности. Приводится период времени в месяцах, за который мощность излучения уменьшается на 10% при комнатной температуре.The following table shows the evidence proving compliance with the condition of temporary stability. The time period in months for which the radiation power decreases by 10% at room temperature is given.

УAt 0-0,10-0.1 0,10.1 0,20.2 0,30.3 ХX         0,020.02 20twenty 2828 3636 3737 0,10.1 2525 3131 3838 3535 0,20.2 2121 3434 3737 3636

Рассмотренные примеры свидетельствуют о том, что заявляемый фотолюминесцентный излучатель обладает высокой мощностью излучения, временной и температурной стабильностью.The considered examples indicate that the inventive photoluminescent emitter has a high radiation power, temporary and temperature stability.

Claims (4)

1. Фотолюминесцентный излучатель, содержащий корпус с окном, внутри которого напротив окна размещен электролюминесцентный диод с электродами, генерирующий излучение в интервале длин волн 0,8-0,9 мкм, на котором размещена диэлектрическая подложка прозрачная в указанном интервале длин волн с нанесенным на нее переизлучающим слоем содержащим селенид свинца - селенид кадмия и легированный йодом и кислородом, отличающийся тем, что в качестве переизлучающего слоя использован слой состава Pb1-xCdxSe1-ySy, где: х=0,02-0,2, y=0,1-0,2.1. A photoluminescent emitter comprising a case with a window, inside which an electroluminescent diode with electrodes is placed opposite the window, generating radiation in the wavelength range of 0.8-0.9 μm, on which a transparent dielectric substrate is placed in the specified wavelength range with the deposited on it a re-emitting layer containing lead selenide - cadmium selenide and doped with iodine and oxygen, characterized in that a layer of the composition Pb 1-x Cd x Se 1-y S y is used as the re-emitting layer, where: x = 0.02-0.2, y = 0.1-0.2. 2. Фотолюминесцентный излучатель по п.1, отличающийся тем, что в качестве электролюминесцентного диода использован диод на основе арсенида галлия.2. The photoluminescent emitter according to claim 1, characterized in that a gallium arsenide diode is used as an electroluminescent diode. 3. Фотолюминесцентный излучатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что переизлучающий слой выполнен нанокристаллическим.3. The photoluminescent emitter according to claim 1 or 2, characterized in that the re-emitting layer is made of nanocrystalline. 4. Фотолюминесцентный излучатель по п.1, отличающийся тем, что окно корпуса закрыто узкополосным интерференционным фильтром, прозрачным в одной из областей, лежащих в диапазоне длин волн 2-5 мкм.
Figure 00000001
4. The photoluminescent emitter according to claim 1, characterized in that the housing window is closed by a narrow-band interference filter, transparent in one of the areas lying in the wavelength range of 2-5 μm.
Figure 00000001
RU2005136294/22U 2005-11-22 2005-11-22 ELECTROLUMINESCENT RADIATOR RU53500U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005136294/22U RU53500U1 (en) 2005-11-22 2005-11-22 ELECTROLUMINESCENT RADIATOR

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005136294/22U RU53500U1 (en) 2005-11-22 2005-11-22 ELECTROLUMINESCENT RADIATOR

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU53500U1 true RU53500U1 (en) 2006-05-10

Family

ID=36657791

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005136294/22U RU53500U1 (en) 2005-11-22 2005-11-22 ELECTROLUMINESCENT RADIATOR

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU53500U1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2457580C2 (en) * 2006-12-22 2012-07-27 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Light-emitting device having filter (versions)
RU2470413C2 (en) * 2007-05-25 2012-12-20 ФИЛИПС ЛЬЮМИЛДЗ ЛАЙТИНГ КОМПАНИ, ЭлЭлСи Lighting device with element of wave length conversion supported by means of support structure with aperture
RU2512091C2 (en) * 2008-12-02 2014-04-10 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Light-emitting diode unit
RU2587999C2 (en) * 2010-05-04 2016-06-27 Жоу ЦАИ Led light source and method of making same
RU2717381C2 (en) * 2015-10-08 2020-03-23 Нития Корпорейшн Light-emitting device, integrated light-emitting device and light-emitting module

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2457580C2 (en) * 2006-12-22 2012-07-27 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Light-emitting device having filter (versions)
RU2470413C2 (en) * 2007-05-25 2012-12-20 ФИЛИПС ЛЬЮМИЛДЗ ЛАЙТИНГ КОМПАНИ, ЭлЭлСи Lighting device with element of wave length conversion supported by means of support structure with aperture
RU2512091C2 (en) * 2008-12-02 2014-04-10 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Light-emitting diode unit
RU2587999C2 (en) * 2010-05-04 2016-06-27 Жоу ЦАИ Led light source and method of making same
RU2717381C2 (en) * 2015-10-08 2020-03-23 Нития Корпорейшн Light-emitting device, integrated light-emitting device and light-emitting module

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gerlach et al. On the radiative recombination rate in silicon
Tran et al. Photoluminescence properties of ZnGa2O4: Mn powder phosphors
RU53500U1 (en) ELECTROLUMINESCENT RADIATOR
Iwai et al. Ultrafast interfacial charge separation processes from the singlet and triplet MLCT states of Ru (bpy) 2 (dcbpy) adsorbed on nanocrystalline SnO2 under negative applied bias
Yao et al. Morphologies, field-emission and ultrafast nonlinear optical behavior of pure and Ag-doped ZnO nanostructures
Liu et al. Characterization of stain-etched porous silicon
Lettieri et al. Recombination dynamics of deep defect states in zinc oxide nanowires
CN111366833B (en) Method for measuring activation energy of impurities in semiconductor
Chen et al. Degradation dynamics of quantum dots in white LED applications
Reshchikov et al. High quantum efficiency of photoluminescence in GaN and ZnO
CA3148260A1 (en) Light source unit for plant cultivation, and plant cultivation device including same
Finlayson et al. Luminescence of mixed ZnS· CdS semiconductor catalysts in Nafion polymer films
Bachrach et al. Optical‐coupling efficiency of GaP: N green‐light‐emitting diodes
JP2006128502A (en) Method and apparatus for measuring surface carrier recombination speed
Geng et al. A Full Spectroscopic Study of Pr: YLF Crystals Used in Lasers
Rosenwaks et al. Minority-carrier recombination in p− InP single crystals
CN104864962A (en) Method using spectrometer to synchronically measure light intensity and light quality
Ibrayev et al. Influence of the morphology of ZnO nanostructures on luminescent and photovoltaic properties
Bradshaw et al. Enhanced carrier diffusion lengths and photon transport in Al x Ga1− x As/GaAs structures
CN115926791B (en) Near infrared fluorescent powder, preparation method thereof and light-emitting device
Gole et al. Contrasting photovoltaic response and photoluminescence for distinct porous silicon pore structures
Agostiano et al. Polarographic and wavelength-selected fluorescence excitation studies of chlorophyll a aggregation in water containing trace amounts of acetone
Kato et al. SnO2 Si photosensitive diodes
JPH09152404A (en) Method of measuring defect density of semiconductor crystal and method of measuring defect density of half-insulating gaas crystal
TWI761979B (en) Phosphate phosphor, light emitting device, and detecting device

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20071123