UA122250C2

UA122250C2 - NARROWBAND SOURCE OF INFRARED RADIATION WITH CONTROLLED INTENSITY

Info

Publication number: UA122250C2
Application number: UAA201805861A
Authority: UA
Inventors: Василь Олександрович Мороженко
Original assignee: Інститут Фізики Напівпровідників Ім. В. Є. Лашкарьова Національної Академії Наук України
Priority date: 2018-05-25
Filing date: 2018-05-25
Publication date: 2020-10-12

Abstract

Винахід належить до технічної фізики, оптичного приладобудування та інфрачервоної техніки. Основними сферами застосування винаходу є оптичні пристрої виявлення вмісту газоподібних домішок в атмосфері - оптичні газоаналізатори. Вузькосмугове джерело інфрачервоного випромінювання з керованою інтенсивністю, що вміщує в себе фотонний кристал (ФК) із лінією пропускання на робочій довжині хвилі, напівпровідникову структуру з легованими областями р та n типу, електричні контакти до р та n областей, підкладинку та нагрівач. При цьому ФК виконаний одномірним та має всередині один дефектний шар (ДШ), виготовлений із широкозонного напівпровідника. Всі інші шари ФК виготовлені із прозорих в робочому спектральному діапазоні діелектричних матеріалів. Оптичні товщини всіх шарів такі, що ФК має спейсер-моду на робочій довжині хвилі джерела. Напівпровідникову структуру сформовано по всій площі ДШ із послідовно розміщених легованих областей р та n типу, розділених слаболегованими проміжками. Джерело додатково містить терморегулюючий елемент, що знаходиться в тепловому контакті через підкладинку з ФК. Технічним результатом винаходу є створення вузькосмугового керованого джерела ІЧ випромінювання із можливістю функціонування в більш широкому спектральному діапазоні, що охоплює як середній, так і дальній ІЧ діапазон.The invention relates to technical physics, optical instrumentation and infrared technology. The main areas of application of the invention are optical devices for detecting the content of gaseous impurities in the atmosphere - optical gas analyzers. Narrowband infrared radiation source with controlled intensity, containing a photonic crystal (FC) with a transmission line at the working wavelength, a semiconductor structure with doped regions of p and n type, electrical contacts to p and n regions, a substrate and a heater. In this case, the FC is made one-dimensional and has one defective layer (LH) inside, made of a wide-gap semiconductor. All other layers of FC are made of transparent in the operating spectral range of dielectric materials. The optical thicknesses of all layers are such that the FC has a spacer mode at the operating wavelength of the source. The semiconductor structure is formed over the entire area of the LH from sequentially placed doped regions of p and n type, separated by weakly doped gaps. The source further comprises a thermostatic element in thermal contact through the substrate with FC. The technical result of the invention is to provide a narrowband controlled source of infrared radiation with the ability to operate in a wider spectral range, covering both the middle and far infrared range.

Description

Винахід належить до технічної фізики, оптичного приладобудування та інфрачервоної техніки. Основними сферами застосування винаходу є оптичні пристрої виявлення вмісту газоподібних домішок в атмосфері - оптичні газоаналізатори.The invention belongs to technical physics, optical instrumentation and infrared technology. The main areas of application of the invention are optical devices for detecting the content of gaseous impurities in the atmosphere - optical gas analyzers.

Як відомо, в ІЧ області спектра середнього та дальнього діапазону знаходяться лінії поглинання багатьох газоподібних неорганічних і органічних сполук. Для їх виявлення необхідне вузькосмугове джерело випромінювання, лінія випромінювання якого спектрально співпадає із характерною для речовини лінією поглинання. Крім цього, як відомо, модуляція інтенсивності випромінювання джерела дозволяє значно підвищити чутливість вимірювань, зменшити вплив сторонньої підсвітки та інших оптичних перешкод, стабілізувати дрейф нуля приймальної системи тощо. Тому сучасні оптичні газоаналізатори потребують вузькосмугових джерел ІЧ випромінювання із керованою інтенсивністю. Застосування таких джерел випромінювання в оптичному приладі дозволяє виключити із конструкції приладу додаткові селективні спектральні елементи та модулятори. Це значно спрощує конструкцію оптичного приладу, робить його легшим, компактним та менш енергоємним.As is known, the absorption lines of many gaseous inorganic and organic compounds are located in the mid- and far-range IR region of the spectrum. For their detection, a narrow-band radiation source is needed, the emission line of which spectrally coincides with the absorption line characteristic of the substance. In addition, as is known, modulation of the radiation intensity of the source makes it possible to significantly increase the sensitivity of measurements, reduce the influence of extraneous illumination and other optical interference, stabilize the zero drift of the receiving system, etc. Therefore, modern optical gas analyzers require narrow-band sources of IR radiation with controlled intensity. The use of such radiation sources in an optical device makes it possible to exclude additional selective spectral elements and modulators from the design of the device. This greatly simplifies the design of the optical device, makes it lighter, more compact and less energy-consuming.

Наразі в багатьох оптичних газоаналізаторах як керовані джерела ІЧ випромінювання використовуються світлодіоди (СД), див., наприклад, (1Ї. Їх спектр має досить селективний характер, а модуляція інтенсивності люмінесцентного випромінювання модулюється струмом, що протікає через СД. Основним недоліком СД є обмежений спектральний діапазон. При довжинах хвиль, більших за 4,5-5 мкм, різко падає квантовий вихід люмінесценції. Таким чином,Currently, many optical gas analyzers use light-emitting diodes (LEDs) as controllable sources of IR radiation, see, for example, (1Й. Their spectrum is quite selective, and the modulation of the intensity of the luminescent radiation is modulated by the current flowing through the LED. The main disadvantage of LEDs is a limited spectral range. At wavelengths longer than 4.5-5 μm, the quantum yield of luminescence drops sharply. Thus,

СД не можна застосовувати в середньому та дальньому ІЧ діапазонах, що значно обмежує можливості виявлення багатьох сполук оптичним газоаналізатором із СД.LED cannot be used in the mid- and far-IR ranges, which significantly limits the possibilities of detecting many compounds with an optical gas analyzer with LED.

Останнім часом розробляються нелюмінесцентні теплові джерела випромінювання, які випромінюють в середньому та дальньому діапазоні. Їх випромінювання обумовлюється не люмінесценцією, а рівноважним тепловим випромінюванням (ТВ), згідно із законами Планка таRecently, non-luminescent thermal radiation sources that emit in the medium and long range have been developed. Their emission is determined not by luminescence, but by equilibrium thermal radiation (TV), according to Planck's laws and

Кірхгоффа. Випромінювальний елемент таких джерел має бути нагрітий до температури вище фонової. А спектральні характеристики обумовлюються конструктивними особливостями джерела.Kirchhoff. The emitting element of such sources must be heated to a temperature above the background temperature. And the spectral characteristics are determined by the structural features of the source.

Відоме (|2| вузькосмугове джерело ІЧ випромінювання з керованою спектральною характеристикою на основі метаматеріалу із мікроелектромеханічних систем (МЕМ). КоміркаA known (|2| narrow-band source of IR radiation with a controlled spectral characteristic based on a metamaterial from microelectromechanical systems (MEM). Cell

МЕМС складається із жорсткої підкладинки, над якою, через вільний прошарок, розміщена тонка металічна плівка з отворами. Таким чином, підкладинка та плівка утворюють оптичний резонатор. Коли МЕМС нагріта до температури вище фонової, вона генерує теплове випромінювання (ТВ), згідно із законом Кірхгоффа. Завдяки інтерференції в резонаторі, ТВ має селективний характер із лінією випромінювання на довжині хвилі інтерференційного підсилення.MEMS consists of a rigid substrate, over which, through a free interlayer, a thin metal film with holes is placed. Thus, the substrate and the film form an optical resonator. When a MEMS is heated to a temperature above the background temperature, it generates thermal radiation (TH), according to Kirchhoff's law. Due to the interference in the resonator, the TV has a selective character with a radiation line at the wavelength of the interference gain.

При прикладанні до підкладинки та верхньої плівки різниці потенціалів плівка притягується до підкладинки, змінюючи розмір резонатора та умови інтерференції. Це призводить до зміни спектра ТВ. Таким чином, це джерело є селективним та має можливість динамічного керування випромінюванням за допомогою електричного поля.When a potential difference is applied to the substrate and top film, the film is attracted to the substrate, changing the resonator size and the interference conditions. This leads to a change in the TV spectrum. Thus, this source is selective and has the ability to dynamically control the radiation using an electric field.

Недоліки цього джерела наступні. 1) Прикладання електричного поля призводить до зміщення лінії випромінювання в короткохвильову область. Для амплітудної модуляції необхідно використовувати додаткові селективні пристрої. 2) Ступінь амплітудної модуляції випромінювання на фіксованій довжині хвилі є невеликим і не перевищує 35 95. Це зменшує рівень модульованого сигналу. Застосування такого джерела в приладах погіршує відношення сигнал/шум та зменшує точність вимірів. 3) Спектральне положення лінії випромінювання обмежене областю 5,5-8,5 мкм, тобто середнім ІЧ діапазоном. 4) Спектральна ширина лінії випромінювання є великою і складає 1,5-2 мкм. В цей діапазон потрапляють лінії випромінювання багатьох газів. Отже таке джерело обмежує можливості виявлення газів із лініями поглинання в дальньому ІЧ діапазоні, а також значно знижує точність та достовірність результатів газоаналізатора. А необхідність використання додаткових селективних елементів ускладнює та здорожує конструкцію газового аналізатора.The disadvantages of this source are as follows. 1) The application of an electric field leads to a shift of the radiation line into the short-wavelength region. Additional selective devices must be used for amplitude modulation. 2) The degree of amplitude modulation of radiation at a fixed wavelength is small and does not exceed 35 95. This reduces the level of the modulated signal. The use of such a source in devices worsens the signal-to-noise ratio and reduces the accuracy of measurements. 3) The spectral position of the emission line is limited to the region of 5.5-8.5 μm, that is, the mid-IR range. 4) The spectral width of the emission line is large and is 1.5-2 μm. The emission lines of many gases fall into this range. Therefore, such a source limits the possibilities of detecting gases with absorption lines in the far IR range, and also significantly reduces the accuracy and reliability of the gas analyzer results. And the need to use additional selective elements complicates and makes the design of a gas analyzer more expensive.

Відоме |З| вузькосмугове джерело ІЧ випромінювання з керованою інтенсивністю, випромінювальний елемент якого складається із тонкого шару Сег2г5р2Тев5, розміщеного на плівці золота та підкладинці. Принцип роботи джерела базується на модуляції його теплового випромінювання шляхом зміни фазового стану тонкого шару Сег5р2Те5. В аморфному стані Сег25р2Тех є прозорим і має низьку випромінювальну здатність. В кристалічному стані Се2502Те5 є поглинаючим і інтенсивність його ТВ висока. Для здійснення фазового переходу Ссе250р2Те5 нагрівають до 600 "С, наприклад зовнішнім світлом, із наступним швидким охолодженням.It is known |Z| a narrow-band source of IR radiation with controlled intensity, the emitting element of which consists of a thin layer of Seg2g5r2Tev5 placed on a gold film and a substrate. The principle of operation of the source is based on the modulation of its thermal radiation by changing the phase state of a thin layer of Seg5r2Te5. In the amorphous state, Seg25r2Tech is transparent and has low emissivity. In the crystalline state, Se2502Te5 is absorbing and its TV intensity is high. To carry out the phase transition, Cse250r2Te5 is heated to 600 "С, for example by external light, followed by rapid cooling.

Селективний спектр випромінювання забезпечується інтерференцією між шаром золота та вихідною границею плівки (162502Ге5. Таким чином, це джерело є селективним та може 60 динамічно перемикатись на два рівні інтенсивності.The selective radiation spectrum is provided by the interference between the gold layer and the output boundary of the film (162502Ge5. Thus, this source is selective and can dynamically switch to two intensity levels.

Недоліки цього джерела наступні. 1) перемикання джерела шляхом нагрівання-охолодження призводить до неконтрольованих стрибків інтенсивності при перемиканні. Це викликає паразитні сигнали в приймальному тракті газоаналізатора, що робить результати вимірів неточними. 2) Ширина лінії його випромінювання велика і становить 4-6 мкм. В цей діапазон потрапляють лінії випромінювання багатьох газів, що робить результат вимірів недостовірним.The disadvantages of this source are as follows. 1) switching the source by heating-cooling leads to uncontrolled intensity jumps during switching. This causes parasitic signals in the receiving path of the gas analyzer, which makes the measurement results inaccurate. 2) The line width of its radiation is large and is 4-6 microns. The emission lines of many gases fall into this range, which makes the measurement results unreliable.

Отже застосування такого джерела значно знижує точність та достовірність результатів газоаналізатора.Therefore, the use of such a source significantly reduces the accuracy and reliability of the gas analyzer results.

Як прототип вибрано вузькосмугове джерело ІЧ випромінювання |4| з керованою інтенсивністю, що являє собою комбінацію двовимірного фотонного кристалу (20-ФК) та напівпровідникової планарної структури із легованими шарами п та р типу, що через СаА5 підкладинку контактує із нагрівачем. Структура складається із послідовно розміщених напівпровідникових шарів р-Садв, і-саАв, СаА52АїІозсзао7А5 квантових ям (КЯ) та шару п-Ссадв.A narrow-band source of IR radiation |4| was selected as a prototype with controlled intensity, which is a combination of a two-dimensional photonic crystal (20-PK) and a planar semiconductor structure with doped p- and p-type layers, which is in contact with the heater through the CaA5 substrate. The structure consists of sequentially placed semiconductor layers p-Sadv, i-saAv, CaA52AiIozszao7A5 quantum wells (QW) and a p-Sadv layer.

Таким чином, вона являє собою р-1і-п діод із вбудованими в нього КЯ. Товщини шарів є 800, 200, 200 їі 800 нм відповідно. В верхньому шарі р-СбаА5 по всій площі сформована система періодично розташованих отворів, що утворює 20-ФК.Thus, it is a p-1i-n diode with QWs built into it. The thicknesses of the layers are 800, 200, 200 and 800 nm, respectively. In the upper layer of p-SbaA5, a system of periodically located holes forming 20-FC is formed over the entire area.

Оптичні властивості 20- ФК обумовлюються параметрами системи отворів: їх діаметром ті відстанню між ними. Через дифракцію світла на цих регулярних дефектах в спектрі пропускання 20-ФК з'являються резонансні заборонені фотонні зони із малим пропусканням та дозволені фотонні зони із високим пропусканням. 20-ФК та КЯ виготовлені таким чином, що спектральна область міжпідзонного поглинання КЯ та лінія резонансного пропускання 20-ФК (його дозволена фотонна зона) співпадають.The optical properties of 20-FC are determined by the parameters of the hole system: their diameter and the distance between them. Due to the diffraction of light on these regular defects in the transmission spectrum of 20-FC, resonant forbidden photon zones with low transmission and allowed photon zones with high transmission appear. 20-FC and QW are made in such a way that the spectral region of intersubband absorption of QW and the resonant transmission line of 20-FC (its allowed photon band) coincide.

Керування інтенсивністю випромінювання здійснюється шляхом прикладання до р-і-п діода електричної напруги в запірному напрямі. Для цього до р та п шарів підведені електричні контакти. В пасивному стані КЯ мають сильне поглинання за рахунок енергетичних переходів електронів між підзонами зони провідності і є непрозорими. Коли випромінювальний елемент нагрітий, КЯ генерують інтенсивне теплове випромінювання. Розповсюджуючись в сторону вихідної грані, це ТВ взаємодіє із 20-ФК та зазнає інтерференційного перерозподілу інтенсивності як в селективному оптичному фільтрі. Таким чином, назовні ТВ виходить у вигляді лінії, що по формі та спектральному положенню співпадає із дозволеною фотонною зоною 20-Control of the radiation intensity is carried out by applying an electric voltage to the p-i-p diode in the closing direction. For this, electrical contacts are connected to p and n layers. In the passive state, QWs have strong absorption due to energy transitions of electrons between subbands of the conduction band and are opaque. When the emitting element is heated, QWs generate intense thermal radiation. Propagating towards the output face, this TV interacts with 20-FC and undergoes interference redistribution of intensity as in a selective optical filter. Thus, the TV goes out in the form of a line, which in terms of shape and spectral position coincides with the allowed photon zone of 20-

ФК. Оскільки міжпідзонне поглинання є сильним, в початковому стані інтенсивність ТВ джерела є максимальна.FC. Since the intersubband absorption is strong, in the initial state the intensity of the TV source is maximal.

Електрична напруга, прикладена до КЯ у запірному напрямі, призводить до зменшення міжпідзонного поглинання і збільшення ступеня пропускання КЯ. Згідно із законом Кірхгофа, інтенсивність ТВ джерела зменшується із зменшенням поглинання КЯ. Свого мінімального значення ТВ джерело досягає тоді, коли поглинання КЯ стає близьким нуля, а пропускання КЯ - близьким до одиниці.An electric voltage applied to the QW in the blocking direction leads to a decrease in the intersubband absorption and an increase in the QW transmittance. According to Kirchhoff's law, the intensity of the TV source decreases with a decrease in QW absorption. The TV source reaches its minimum value when QW absorption becomes close to zero, and QW transmittance is close to unity.

Таким чином, прикладаючи електричну напругу до випромінювального елемента, можна керувати інтенсивністю теплового випромінювання КЯ, а 20-ФК забезпечує селективність джерела як вузькосмуговий оптичний фільтр.Thus, by applying an electric voltage to the emitting element, it is possible to control the intensity of QW thermal radiation, and 20-FC provides source selectivity as a narrow-band optical filter.

Недоліком цього джерела є те, що його випромінювання обмежено довжиною хвилі, приблизно 9 мкм, тобто джерело функціонує тільки в середньому ІЧ діапазоні. Це обмеження обумовлено тим, що для просування в область довших хвиль необхідно зменшувати енергетичну відстань між підзонами КЯ. При цьому, при кімнатній температурі і вище, підзони будуть перекриватись за рахунок теплового розмиття їх енергій (подібний ефект обмежує працездатність світлодіодів при збільшенні довжини хвилі). КЯ перестануть реагувати на електричну напругу. Оскільки джерело є тепловим і потребує нагріву, воно стане непрацездатним. Застосування такого джерела в системах газового аналізу обмежує можливості виявлення газів із лініями поглинання в дальньому ІЧ діапазоні.The disadvantage of this source is that its radiation is limited to a wavelength of approximately 9 μm, that is, the source functions only in the mid-IR range. This limitation is due to the fact that in order to move into the region of longer waves, it is necessary to reduce the energy distance between the QW subzones. At the same time, at room temperature and above, the subzones will overlap due to thermal blurring of their energies (a similar effect limits the efficiency of LEDs when the wavelength increases). QWs will stop responding to electrical voltage. Since the source is thermal and requires heating, it will become inoperable. The use of such a source in gas analysis systems limits the possibilities of detecting gases with absorption lines in the far IR range.

Задачею винаходу є створення вузькосмугового керованого джерела ІЧ випромінювання із можливістю функціонування в більш широкому спектральному діапазоні, що охоплює як середній, так і дальній ІЧ діапазон.The task of the invention is to create a narrow-band controllable source of IR radiation with the possibility of functioning in a wider spectral range, covering both the middle and the far IR range.

Для вирішення цієї задачі пропонується вузькосмугове джерело інфрачервоного випромінювання з керованою інтенсивністю, що вміщує в себе фотонний кристал (ФК) із лінією пропускання на робочій довжині хвилі, напівпровідникову структуру з легованими областями р та п типу, електричні контакти до р та п областей, підкладинку та нагрівач, яке відрізняється тим, що ФК виконаний одномірним та має всередині один дефектний шар (ДШ), виготовлений із широкозонного напівпровідника, всі інші шари ФК виготовлені із прозорих в робочому спектральному діапазоні діелектричних матеріалів, оптичні товщини всіх шарів такі, що ФК має спейсер-моду на робочій довжині хвилі джерела, напівпровідникову структуру сформовано по бо всій площі ДШ із послідовно розміщених легованих областей р та п типу, розділених слаболегованими проміжками, джерело додатково містить терморегулюючий елемент, що знаходиться в тепловому контакті через підкладинку з ФК.To solve this problem, a narrow-band source of infrared radiation with controlled intensity is proposed, which contains a photonic crystal (PC) with a transmission line at the working wavelength, a semiconductor structure with doped regions of p and n type, electrical contacts to the p and n regions, a substrate and heater, which is distinguished by the fact that the FC is made one-dimensional and has one defect layer (DL) inside, made of a wide-band semiconductor, all other layers of the FC are made of dielectric materials transparent in the working spectral range, the optical thicknesses of all layers are such that the FC has a spacer mode at the operating wavelength of the source, the semiconductor structure is formed over the entire area of the DS from consecutively placed doped regions of p and p type, separated by lightly doped gaps, the source additionally contains a thermoregulating element that is in thermal contact through the substrate with FC.

Приклад конструкції керованого вузькосмугового джерела ІЧ випромінювання, що заявляється (далі просто джерела), схематично показаний на фіг. 1: 1 - одномірний фотонний кристал (ФК); 2 - дефектний шар (ДШ), З - контакти до р та п областей, 4 - підкладинка, 5 - терморегулюючий елемент. Стрілюю Р показано напрям випромінювання. Як приклад забезпечення контактних площадок до р- та п- областей нижня частина ФК має більший розмір, ніж верхня.An example of the construction of a controllable narrowband source of IR radiation, which is claimed (hereinafter simply sources), is schematically shown in fig. 1: 1 - one-dimensional photonic crystal (PC); 2 - defective layer (DS), C - contacts to p and p areas, 4 - substrate, 5 - thermoregulating element. Arrow P shows the direction of radiation. As an example of providing contact pads to p- and p-regions, the lower part of FC has a larger size than the upper part.

На Фіг. 2 показано приклад сформованої в ДШ напівпровідникової структури із послідовно розміщеними легованими областями р та п типу, що розділені слаболегованими проміжками та контакти до них р та п областей. Чорні смужки є р області, сірі - п області, 6 - слабо леговані проміжки (бази). Зазначимо, що реалізація структури може бути іншою із відмінною формою р та п областей, іншим конструктивним рішенням підводу електричних контактів до р- та п- областей тощо.In Fig. 2 shows an example of a semiconductor structure formed in the DS with serially placed doped regions of p and n type, separated by lightly doped gaps and contacts of p and n regions to them. Black bars are p regions, gray - n regions, 6 - weakly doped gaps (bases). Note that the implementation of the structure can be different with a different shape of the p and n regions, a different design solution for connecting electrical contacts to the p and n regions, etc.

Одномірні фотонні кристали є багатошаровими плоскопаралельними структурами, що складаються з шарів із різними показниками заломлення (п) таким чином, що п періодично змінюється в напрямку, перпендикулярному шарам. Така періодичність обумовлює виникнення фотонних зон: забороненої - в межах якої відбивання кристалу близьке до одиниці, а пропускання до нуля та дозволеної із протилежними параметрами. Коли в складі ФК присутній шар, що порушує періодичність структури ФК - дефектний шар (ДШ), в спектральній області забороненої зони ФК з'являється вузька лінія із високим пропусканням - спейсер-мода (інші назви, що вживаються в літературі - деїесїі тоде, саму тоде, Іосаїй2ед тоде). Спектральні положення забороненої зони та спейсер-моди обумовлюються значеннями оптичних товщин (пд, де 4 є товщина шару) всіх шарів ФК. Коли ФК нагрітий до температури вище фонової і ДШ має ненульове поглинання, то в межах спейсер-моди з'являється лінія теплового випромінювання (ТВ).One-dimensional photonic crystals are multilayered plane-parallel structures consisting of layers with different refractive indices (n) in such a way that n changes periodically in the direction perpendicular to the layers. Such periodicity determines the appearance of photon zones: forbidden - within which the reflection of the crystal is close to unity, and transmission is close to zero, and allowed with opposite parameters. When the FC contains a layer that violates the periodicity of the FC structure - a defect layer (DSH), a narrow line with high transmittance appears in the spectral region of the FC band gap - the spacer mode (other names used in the literature - deyesii tode, samo tode, Iosaii2ed tode). The spectral positions of the band gap and spacer modes are determined by the values of the optical thicknesses (pd, where 4 is the layer thickness) of all FC layers. When FC is heated to a temperature higher than the background temperature and DSh has non-zero absorption, then a thermal radiation line (TV) appears within the spacer mode.

Теоретично спектральне положення спейсер-моди нічим не обмежене. Практично ж воно обмежується прозорістю матеріалів шарів ФК в далекій ІЧ області. Серед ІЧ матеріалів є багато таких, які мають високу прозорість до довжин хвиль 20 мкм та далі. Тому конструкцією ФКTheoretically, the spectral position of the spacer mode is not limited by anything. Practically, it is limited to the transparency of the FC layer materials in the far IR region. Among the IR materials, there are many that have high transparency up to wavelengths of 20 μm and beyond. Therefore, the construction of FC

Зо можна забезпечити спектральне положення лінії випромінювання джерела в далекому ІЧ діапазоні.It is possible to provide the spectral position of the emission line of the source in the far IR range.

На Фіг. 3 показано залежність відносної інтенсивності лінії ТВ ФК в максимумі (Р тах/Рачт) від ступеня пропускання ДШ ехр(-Ка). Тут Рачт - інтенсивність теплового випромінювання абсолютно чорного тіла при тих же умовах, К - коефіцієнт поглинання ДШ, 4 - товщина ДШ. При розрахунках застосовувались параметри ФК, що приведені в розділі "Приклад реалізації".In Fig. 3 shows the dependence of the relative intensity of the TV FC line in the maximum (P tah/Racht) on the degree of transmittance of the DSh exp(-Ka). Here, Racht is the intensity of thermal radiation of an absolutely black body under the same conditions, K is the absorption coefficient of the black body, and 4 is the thickness of the black body. FC parameters given in the section "Implementation example" were used in the calculations.

Видно, що залежність інтенсивності лінії ТВ ФК має немонотонний характер. Для модуляції випромінювання джерела використовується права частина цієї залежності із стрімкою зміною інтенсивності від максимального значення до нуля. Вона виділена жирною лінією.It can be seen that the dependence of the intensity of the TV FC line has a non-monotonic character. To modulate the radiation of the source, the right part of this dependence is used with a rapid change in intensity from the maximum value to zero. It is highlighted with a bold line.

На відміну від прототипу, де 20-ФК відігравав роль селективного фільтра, а модульованим випромінювачем були квантові ями, робота джерела базується на модуляції ТВ безпосередньоUnlike the prototype, where the 20-FC played the role of a selective filter, and the modulated emitter was quantum wells, the operation of the source is based on the modulation of the TV directly

ФК в області спейсер-моди. При прикладанні прямої напруги до р- та п-областей ДШ, в бази інжектуються нерівноважні носії струму. Пропускання ДШ зменшується, а інтенсивність лінії випромінювання джерела різко зростає (див. Фіг. 3). Для забезпечення динамічної модуляції випромінювання джерела до р та п областей мають бути підведені електричні контакти, наприклад, як показано на Фіг. 1 та Фіг. 2.FC in the field of spacer fashion. When direct voltage is applied to the p- and p-regions of the DS, non-equilibrium current carriers are injected into the bases. The transmission of the DSH decreases, and the intensity of the emission line of the source increases sharply (see Fig. 3). To ensure dynamic modulation of source radiation, electrical contacts must be connected to p and n regions, for example, as shown in Fig. 1 and Fig. 2.

Для ефективного функціонування джерела ДШ має бути виготовленим із широкозонного напівпровідника. Це обумовлено тим, що тільки в широкозонних напівпровідниках можлива ефективна контактна інжекція нерівноважних носіїв струму при підвищених температурах.For efficient operation, the source of the DS should be made of a wide bandgap semiconductor. This is due to the fact that effective contact injection of non-equilibrium current carriers at elevated temperatures is possible only in wide-gap semiconductors.

Джерело є не люмінесцентним, а тепловим. Тому температура ФК має бути вищою за температуру фону і підтримуватись стабільною для стабільності роботи джерела. При прикладанні прямої напруги до р- та п- областей через ДШ протікає керуючий електричний струм та виділяється джоуліве тепло. Таким чином, ДШ в робочому стані є ще й нагрівачем. Але ступінь нагріву ФК за рахунок керуючого електричного струму через ДШ залежить як від конструктивних особливостей ФК, так і від вимог до режиму роботи джерела в складі оптичного приладу. Він може бути або недостатній для забезпечення робочої температури, або завеликий і спричинити теплове руйнування ФК. Тому джерело містить терморегулюючий елемент, що знаходиться в тепловому контакті через підкладинку з ФК. Якщо режим роботи джерела такий, що нагрівання ФК керуючим струмом недостатнє, тоді терморегулюючий елемент включає в себе додатковий нагрівач, що нагріває ФК до необхідної робочої температури. Це може бути у випадках, коли робочим режимом джерела є імпульсний режим із великою скважністю, необхідна амплітуда випромінювання досягається при малих значеннях струму тощо.The source is not fluorescent, but thermal. Therefore, the FC temperature must be higher than the background temperature and kept stable for the stability of the source operation. When a direct voltage is applied to the p- and n-regions, a controlling electric current flows through the DSH and Joule heat is released. Thus, the boiler in working condition is also a heater. But the degree of FC heating due to the control electric current through the DSH depends both on the design features of the FC and on the requirements for the mode of operation of the source as part of the optical device. It can be either insufficient to ensure the operating temperature, or too large and cause thermal destruction of FC. Therefore, the source contains a thermoregulating element, which is in thermal contact through a substrate with FC. If the operating mode of the source is such that the heating of FC by the control current is insufficient, then the thermoregulating element includes an additional heater that heats the FC to the required operating temperature. This can be in cases where the operating mode of the source is a pulsed mode with a high duty cycle, the required radiation amplitude is achieved at low current values, etc.

У випадку, коли температура ФК від нагрівання керуючим струмом перевищує робочу, в конструкції джерела має бути застосований терморегулюючий елемент, що відводить надлишок тепла. В залежності від потужності та технічних вимог до джерела він може включати в себе як пасивний радіатор, так і активний охолоджувач, наприклад елемент Пельть'є.In the event that the FC temperature due to heating by the control current exceeds the operating temperature, a thermoregulating element that removes excess heat must be used in the design of the source. Depending on the power and technical requirements for the source, it can include both a passive radiator and an active cooler, such as a Peltier element.

Терморегулюючий елемент може мати і таку конструкцію, що він може виступати в ролі як нагрівача, так і охолоджувача в залежності від температурного стану ФК. Тобто бути універсального типу.The thermoregulating element can also have such a design that it can act as both a heater and a cooler depending on the temperature state of the FC. That is, to be of a universal type.

Оскільки джерело може бути використане в різних оптичних приладах для вирішення різних задач, для кожного випадку буде вироблятись певна марка джерела із конкретними параметрами, режимами роботи та використанням в його конструкції терморегулюючого елемента нагрівального, охолоджувального чи універсального типу.Since the source can be used in different optical devices to solve different problems, a certain brand of source will be produced for each case with specific parameters, operating modes and the use of a heating, cooling or universal type thermoregulating element in its design.

Приклад реалізації.An example of implementation.

Як прикладу розглянемо конструкцію джерела, налаштованого на виявлення та встановлення концентрації діоксиду азоту МО: в атмосфері по його лінії поглинання із довжиною хвилі 13,3 мкм. Діоксид азоту є одним з найбільших забруднювачів атмосфери. З огляду на його велику отруйність, виявлення та моніторинг концентрації МО» є дуже важливою задачею, що робить актуальним створення керованого селективного джерела випромінювання із робочою лінією випромінювання Ар-13,3 мкм. В складі оптичного газоаналізатора джерело повинно працювати в режимі меандру (скважність 5-2).As an example, consider the design of a source configured to detect and determine the concentration of nitrogen dioxide MO: in the atmosphere along its absorption line with a wavelength of 13.3 μm. Nitrogen dioxide is one of the biggest pollutants of the atmosphere. Given its high toxicity, detection and monitoring of the concentration of MO" is a very important task, which makes the creation of a controllable selective radiation source with a working radiation line of Ар-13.3 μm relevant. As part of the optical gas analyzer, the source should work in the meander mode (5-2 permeability).

Фотонний кристал сформовано на підкладинці із сапфіру А2Оз та складається із періодичних шарів пе, КВі та дефектного шару 5і. 7пбе та КВг є широковживаними оптичними матеріалами, прозорими в середньому та далекому ІЧ діапазоні. Шари ФК розподілені наступним чином: (7пбе/КВг)з/5ІИКВг/7п5е)"/підкладинка. Товщини шарів 7п5е рівні 1,4 мкм, шарів КВІ-2,2 мкм, а шару 51і-9,7 мкм. Товщини всіх шарів вибрані таким чином, що спектральне положення спейсер-моди ФК, а отже і лінії випромінювання, є Ар-13,3 мкм. ФК контактує задньою поверхнею із підкладинкою АІ2Оз, товщиною 1 мм, а далі із терморегулюючим елементом. Сапфір має високе значення теплопровідності, тому є хорошимThe photonic crystal is formed on a substrate of sapphire A2Oz and consists of periodic layers пе, КВі and a defective layer 5і. 7pbe and KVg are widely used optical materials that are transparent in the mid- and far-IR range. The FC layers are distributed as follows: (7pbe/KVg)z/5IIKVg/7p5e)"/substrate. The thickness of the 7p5e layers is 1.4 microns, the KVI layers are 2.2 microns, and the 51i layer is 9.7 microns. The thicknesses of all layers are chosen in such a way that the spectral position of the FC spacer mode, and therefore the emission line, is Ar-13.3 μm. The FC contacts the rear surface with the Al2Oz substrate, 1 mm thick, and then with the thermoregulating element. Sapphire has a high value of thermal conductivity, therefore is good

Зо перехідним шаром між ТР та ФК.With a transition layer between TR and FC.

Шари ФК створюють шляхом вакуумного напилення. Спочатку на підкладинку наносять шар 7пбЗе, а на нього шар КВг. Ця процедура повторюється п'ять разів. На верхній шар КВг створеної періодичної структури (КВі/7п5е)? наноситься шар кремнію. В ньому створюється напівпровідникова структура із послідовно розміщеними легованими областями р та п типу, що розділені слаболегованими проміжками (базами), р та п області мають лінійну форму та тягнуться паралельно одна до одної від одного краю ДШ до другого та покривають всю площу поверхні ДШ так, як показано на Фіг. 2. р та п області леговані відповідно фосфором та бором до ступеня 10? см. Проміжки між р та п областями - бази мають слабкий ступінь легування фосфором 1017 см. Ширина баз становить 0.1 мм. Структура сформована за допомогою стандартної технології напилювання на поверхню ДШ через маску-трафарет необхідної домішки із наступним відпалюванням для дифузії домішки вглиб напівпровідника.FC layers are created by vacuum spraying. First, a layer of 7pbZe is applied to the substrate, and a layer of KVg is applied to it. This procedure is repeated five times. On the upper layer of KVh of the created periodic structure (КВи/7п5е)? a layer of silicon is applied. It creates a semiconductor structure with sequentially placed doped regions of p and n type, separated by lightly doped gaps (bases), p and n regions have a linear shape and stretch parallel to each other from one edge of the DS to the other and cover the entire surface area of the DS as as shown in Fig. 2. p and p regions doped, respectively, with phosphorus and boron to the degree of 10? cm. The spaces between p and p regions - the bases have a weak degree of doping with phosphorus 1017 cm. The width of the bases is 0.1 mm. The structure is formed using the standard technology of sputtering on the surface of the DS through a stencil mask of the necessary impurity, followed by annealing to diffuse the impurity deep into the semiconductor.

Після формування напівпровідникової структури на ДШ послідовно наносять шар КВг та 7п5е. Ця процедура повторюється тричі. Розмір шарів (7п5е/КВг)З, що покривають ДШ зверху, менший за розмір ДШ в напрямі р- та п- смуг, як це показано на Фіг. 1. Таке технічне рішення дає доступ до р- та п- областей для приєднання до них електричних контактів. Розміри частинAfter the formation of the semiconductor structure, a layer of KVg and 7p5e is successively applied to the DS. This procedure is repeated three times. The size of the layers (7p5e/KVg)Z covering the DS from above is smaller than the size of the DS in the direction of the p- and n-bands, as shown in Fig. 1. This technical solution provides access to the p- and n-regions for connecting electrical contacts to them. The dimensions of the parts

ФК становлять: верхня (випромінювальна) частина - 5х5 мм, ДШ та нижня частина - 5хб мм".FC consists of: the upper (radiating) part - 5x5 mm, the lower part and the lower part - 5x2 mm".

Терморегулюючий елемент, що входить в тепловий контакт із ФК через підкладинку, буде розглянуто нижче.The thermoregulating element, which is in thermal contact with FC through the substrate, will be considered below.

З огляду на те, що матеріал підкладинки сапфір є непрозорим для довжин хвиль А»5 мкм |8І, інтеррир моду руплового випромінювання джерела є: що ачт ; (1) де Я є відбивання ФК, Рачт є інтенсивність випромінювання абсолютно чорного тіла при тій же температурі, Длясі тез ахунку застосуємо метод матриць проходження. Матриця проходж нюдніару ) випреми ванням із довжиною хвилі А під кутом, близьким до нормалі є ії Й; -іпрвіп(б;) совіб;) (г)Considering the fact that the material of the sapphire substrate is opaque for wavelengths A»5 μm |8I, the interior of the mode of the Rupl radiation of the source is: that acht ; (1) where I is the FC reflection, Racht is the radiation intensity of an absolutely black body at the same temperature. The matrix passes through the nyudniar) warping with the wavelength A at an angle close to the normal is ІІ; -iprvip(b;) sovib;) (d)

де у та є відповідно показником заломлення та товщиною /|-го шару. Тоді, враховуючи сапфі ідкладинку.іЗ показником заломлення "с, будемо мати й нн ян "ТУ (тя топр ) (то - того) (3 де теє елементами матриці 2where y and are the refractive index and the thickness of the /|th layer, respectively. Then, taking into account the sapphire layer and with the index of refraction "s, we will also have nn yan "TU (tya topr ) (that - that) (3 where tey are the elements of the matrix 2

М - (МалвеМкв; У / Ма; ЛМкв/Мапве (4M - (MalveMkv; U / Ma; LMkv/Mapve (4

Значення показників заломлення прозорих діелектричних матеріалів є Плпсе-2,38, Пкві-1-54The values of refractive indices of transparent dielectric materials are Plpse-2.38, Pkvi-1-54

ЇЇ. Оскільки кремній має ненульове поглинання, його показник заломлення є комплекснимHER. Since silicon has non-zero absorption, its refractive index is complex

Пві - п Ко укр що їх де п-3,42 (9). Ки-1079МиА2 та Кр-2,7-1078МрАг (10)| є коефіцієнтами поглинання відповідно вільних електронів та дірок, Ми, Мр є концентрацією відповідно вільних електронів та дірок. Показник заломлення поглинаючої підкладинки із сапфіру є пс-0,19-і-1,5Pvi - p Ko ukr that their where p-3,42 (9). Ky-1079MyA2 and Cr-2,7-1078MrAg (10) | are the absorption coefficients of free electrons and holes, respectively, My, Mr are the concentration of free electrons and holes, respectively. The index of refraction of the sapphire absorbing substrate is ps-0.19-1.5

ІВІ.IVI.

На Фіг. 4 показано залежність інтенсивності лінії випромінювання від концентрації інжектованих в базу носіїв струму Мінж при робочій температурі джерела 70 "С. На вставці показано вольт-амперну характеристику джерела. Видно, що в початковому стані джерело практично не випромінює. Незначна відмінність від нуля інтенсивності випромінювання в початковому стані обумовлена випромінюванням непрозорих легованих п- та р- областей. При збільшенні концентрації інжектованих носіїв інтенсивність лінії випромінювання зростає та досягає максимального значення 1 мВт при Мінж-8-10 см. На верхній шкалі показано силу керуючого електричного струму через ДШ. При розрахунках застосовувались значення рухливості електронів та дірок в базі 2000 см2/В.с та 500 см/В:с (11) відповідно, а час життя носіїв струму в базі 1,5-107 с 12, 131.In Fig. 4 shows the dependence of the intensity of the radiation line on the concentration of current carriers injected into the Minzh base at an operating temperature of the source of 70 "С. The inset shows the current-voltage characteristic of the source. It can be seen that in the initial state the source practically does not emit. A slight difference from zero of the radiation intensity in the initial state is due to the radiation of opaque doped p- and p- regions. As the concentration of injected carriers increases, the intensity of the radiation line increases and reaches a maximum value of 1 mW at Minzh-8-10 cm. The upper scale shows the strength of the controlling electric current through the DSH. The values were used in the calculations the mobility of electrons and holes in the base is 2000 cm2/V.s and 500 cm/V:s (11), respectively, and the lifetime of current carriers in the base is 1.5-107 s 12, 131.

На Фіг. 5 кривою 7 показано спектр випромінювання джерела в пасивному "вимкненому" стані, кривою 8 показано спектральну характеристику джерела при Мінж-8:10 см. Видно, що випромінювання джерела являє собою лінію із максимумом на довжині хвилі 13,3 мкм, як і планувалось. Ширина лінії випромінювання на половині інтенсивності складає приблизно 0,06 мкм. Така селективність джерела забезпечує високу точність виміру концентрації діоксиду азоту. Випромінювання джерела в пасивному стані (Крива 7 на Фіг. 5) обумовлене ТВ сильно легованих п та р областей ДШ. Видно, що воно не перевищує 195 від максимальної інтенсивності лінії. Це не впливає на параметри та роботоздатність оптичних приладів, щоIn Fig. 5, curve 7 shows the radiation spectrum of the source in the passive "off" state, curve 8 shows the spectral characteristics of the source at Minzh-8:10 cm. It can be seen that the radiation of the source is a line with a maximum at a wavelength of 13.3 μm, as planned. The width of the emission line at half intensity is approximately 0.06 μm. Such selectivity of the source ensures high accuracy of nitrogen dioxide concentration measurement. The radiation of the source in the passive state (Curve 7 in Fig. 5) is due to the TV of the highly doped p and p regions of the DS. It can be seen that it does not exceed 195 from the maximum intensity of the line. It does not affect the parameters and performance of optical devices, which

Зо застосовують таке джерело.They use such a source.

В джерелі, що розглянуте в прикладі, як терморегулюючий елемент використаний охолоджувальний терморегулюючий елемент на базі елемента Пельтьбє. Цей вибір обумовлений енергетичними параметрами даного джерела при роботі в режимі меандру.In the source considered in the example, a cooling thermoregulating element based on a Peltbie element is used as a thermoregulating element. This choice is determined by the energy parameters of this source when operating in the meander mode.

Радіаційна тепловіддача при температурі навколишнього середовища 20 "С становить приблизно МУр-0,01 Вт. Пікова потужність керуючого електричного струму через ДШ при максимальній інтенсивності випромінювання становить МУтах-0,07 Вт, як це випливає із вольт- амперної характеристики джерела (див. вставку Фіг. 4), а середня при скважності 5-2 становитьThe radiation heat output at an ambient temperature of 20 "С is approximately MUr-0.01 W. The peak power of the control electric current through the DSH at the maximum radiation intensity is MUtah-0.07 W, as follows from the current-voltage characteristic of the source (see inset Fig. 4), and the average at a duty cycle of 5-2 is

МУ-МУтах/5-0,035. Таким чином, при режимі роботи джерела в режимі меандру (із скважністю 5-2) середня потужність керуючого електричного струму є більшою за потужність тепловіддачі.MU-MUtah/5-0.035. Thus, when the source is operating in the meander mode (with a duty cycle of 5-2), the average power of the controlling electric current is greater than the power of heat transfer.

Отже терморегулюючий елемент повинен відводити надлишкове джоуліве тепло.Therefore, the thermoregulating element must remove excess Joule heat.

На практиці джерело працює наступним чином: треба ввімкнути живлення джерела та терморегулюючого елемент, . Частота та скважність керуючого струму повинні відповідати необхідному режиму роботи джерела. Дочекатись, коли температура джерела стабілізується на певному необхідному значенні вище фонової. Джерело готове для використання. Воно випромінює вузькосмугове ІЧ випромінювання, що модульоване по амплітуді з необхідною частотою та скважністю.In practice, the source works as follows: it is necessary to turn on the power supply of the source and the thermoregulating element. The frequency and duty cycle of the control current must correspond to the required operating mode of the source. Wait until the source temperature stabilizes at a certain required value above the background temperature. The source is ready to use. It emits narrow-band IR radiation modulated by amplitude with the required frequency and duty cycle.

Таким чином, джерело, що заявляється, є вузькосмуговим та керованим із можливістю внутрішньої модуляції інтенсивності випромінювання. Оскільки спектральне положення лінії випромінювання джерела обумовлюється оптичними параметрами шарів випромінюючого елемента, зміною індивідуальних параметрів його конструкції легко забезпечити спектральне положення лінії випромінювання в любому необхідному місці середнього та дальнього ІЧ діапазону. Це розширює застосування джерела у приладах оптичного виявлення, моніторингу та аналізу широкої низки речовин із характерними спектрами в середньому та дальньому ІЧ діапазоні.Thus, the claimed source is narrowband and controllable with the possibility of internal modulation of the radiation intensity. Since the spectral position of the emission line of the source is determined by the optical parameters of the layers of the emitting element, by changing the individual parameters of its design, it is easy to ensure the spectral position of the emission line in any necessary place in the mid- and far-IR range. This expands the application of the source in instruments for optical detection, monitoring and analysis of a wide range of substances with characteristic spectra in the mid- and far-IR range.

Застосування такого джерела випромінювання в оптичному приладі дозволяє виключити із конструкції приладу додаткові селективні спектральні елементи та модулятори. Це значно спрощує конструкцію оптичного приладу, робить його легшим, компактним та менш енергоємним. Крім оптичних газоаналізаторів вузькосмугове кероване джерело ІЧ випромінювання, що заявляється, може знайти застосування, наприклад в оптичних пристроях, що застосовуються в медицині, криміналістиці, на виробництві для ідентифікації органічних сполук і функціональних груп в молекулах, визначення складу речовини, її походження тощо.The use of such a radiation source in an optical device makes it possible to exclude additional selective spectral elements and modulators from the design of the device. This greatly simplifies the design of the optical device, makes it lighter, more compact and less energy-consuming. In addition to optical gas analyzers, the claimed narrow-band controllable source of IR radiation can be used, for example, in optical devices used in medicine, forensics, in production to identify organic compounds and functional groups in molecules, determine the composition of a substance, its origin, etc.

Джерела інформації: 1. Б. Матвеев, Светодиодьі Средневолнового ИК-диапазона на основе гетероструктур АзВ5 в газоаналитическом приборостроении. Возможности и применения. Фотоника. - 2014. - Т. 48, Мо б. - С. 80-90. 2. Х. Пи апа М.у. Радійа, Оупатіс Мапіршіацоп ої Іпітагед Радіайоп м/п МЕМ5 Меїатагегіа!в,Sources of information: 1. B. Matveev, Medium-wave infrared LEDs based on AzB5 heterostructures in gas analytical instrumentation. Possibilities and applications. Photonics. - 2014. - T. 48, Mo b. - P. 80-90. 2. H. Pi apa M.u. Radia, Oupatis Mapirshiatsop oi Ipitaged Radiaiop m/p MEM5 Meiatagegia!v,

Адуапзей Оріїса! Магїетіа!5. - 2013. - Мої. 1, Ів5це 8. - Р. 559-562. 3.К.ОШ, 0. 1, М. Гуц, 9. Оіпо, У. Ги, 2. Спепд апа М. Оіи, Сопігої омег етіввімпйу ої 2его-віаїйс- рожег Шепта! етіцег5 разей оп рпазе-снапдіпа таїегпа! т, Гід: бсієпсе 8 Арріїсайоп5. - 2017. - Мої. 6. - Р. 1-7. 4. Т. Іпоце, М. Оє 7оуза, Т. Азапо, апа 5. Мода, Веаїїгайоп ої дупатіс Шептаї! етіввіоп сопігої, Маїиге Маїегіа!5. - 2014. - Мої. 13. - Р. 928-931. 5. С.дасоропі, С.Сапаїї, С.ОйНаміапі, А.АїЇІрегіді Оцагапіа, А геміем/у ої готе спагде ігапгврой ргорепієвз ої війсоп, 5оїїа-єїаїє ЕІесігопісв. - 1977. - Мої. 20, Ів5и!йеє 2. - Р. 77-89. 6. К. Мізіако5, дХи-5!ипд Раж, апа А. Мецагозснеї, Сатівг Іеїїтез іп підніу іпієстеа зіїїсоп, ху). оїAduapseius of Oriis! Magicia! 5. - 2013. - Mine. 1, Iv5ce 8. - R. 559-562. 3. K. OSH, 0. 1, M. Guts, 9. Oipo, U. Gy, 2. Spepd apa M. Oii, Sopigoi omega etivvimpyu oi 2ego-viaiis- rozheg Shepta! eticeg 5 times op rpase-snapdeepa taiegpa! t, Guide: bsiepse 8 Arriisayop5. - 2017. - Mine. 6. - R. 1-7. 4. T. Ipotse, M. Oye 7ouza, T. Azapo, apa 5. Moda, Veaiiigayop oi dupatis Sheptai! etivviop sopigoi, Maiige Maiegia!5. - 2014. - Mine. 13. - R. 928-931. 5. S. Dasoropi, S. Sapaiyi, S. OiNamiapi, A. AiYiIregidi Otsagapia, A hemiem/u oi hote spagde igapgvroy rgorepievz oi viysop, 5oiia-yeiaie Eiesigopisv. - 1977. - Mine. 20, Iv5y!yeye 2. - R. 77-89. 6. K. Miziako5, dKhy-5!ipd Raz, apa A. Metzagozsnei, Sativg Ieijtez ip podniu ipiestea ziijsop, hu). oh

Арріїєа Рпузісв. - 1990. - Мої. 67. - Р. 2576-2582. 7. Тнеогу ої сатієг Іеїйте іп війсоп. Іп: І Мейте бресітозсору. Зргіпдег Зегієб5 іп Маїегіа!Arriiea Rpuzisv. - 1990. - Mine. 67. - R. 2576-2582. 7. Tneogu oi satieg Ieiyte ip voysop. Ip: And Meite bresitozsora. Zrgipdeg Zegieb5 ip Maiegia!

Зсіепсе. - Зргіпоаєг, Вепіп, НеїдеІрего, 2005. - Мої 85. 8. У, Міо Е, М/нізоп, Напабосок ої Ше Іптагєд Оріїфса! Ргорепієз ої АІ25Оз, Сагроп, МСО апа 210». - 1975. - Мої. 1. 9. М. Вав5, Напароок ої оріїсв, 2-па єд. - Местгам-НІЇ, 2001. - Мої. 2.,. 10. Зспгодетг, 0. К., АВ. М. Тпотозв, апа 9. С. бугай, Егеє Сатіег АБзогрійоп іп 5іїїсоп, ІЕЕЕ 4. ої зЗоїїа-єїае Сігсийв. - 1978. - МоІЇ. 50-13. - Мо 1. -Р. 254-261..All right. - Zrgipoayeg, Vepip, NeideIrego, 2005. - My 85. 8. U, Mio E, M/nizop, Napabosok oi She Iptaged Oriifsa! Rgorepiez oi AI25Oz, Sagrop, MSO apa 210". - 1975. - Mine. 1. 9. M. Vav5, Naparook oi oriisv, 2nd unit. - Mestgam-NII, 2001. - Mine. 2. 10. Zspgodetg, 0. K., AV. M. Tpotozv, apa 9. S. bugai, Egeye Satieg ABzogriyop ip 5iiisop, IEEE 4. oi zZoiia-yeiae Sigsiiv. - 1978. - MOII. 50-13. - Mo 1. -R. 254-261..

Ко) 11. б. дасоропі, С. Сапаїї, с. ОНаміапі, А. АїІретгіді Оцагапіа, А гемієм ої зоте спагде ігапзрої ргорепієвз ої війсоп, 5оїїа-єїаїє ЕІесігопісв. - 1977. - Мої. 20, Ів5и!йеє 2. - Р. 77-89. 12. К. Мізіакоз5, УХи-5йипд Раж, апа А. Меийдгозсепеї, Сатівг ІПеїйтез іп підніу іпієстеа 5іїїсоп, 4). оїKo) 11. b. dasoropi, S. Sapaiyi, p. ONamiapi, A. AiIretgidi Otsagapia, A hemiem oi zote spagde igapzroi rgorepievz oi viysop, 5oiia-yeiaie EIesigopisv. - 1977. - Mine. 20, Iv5y!yeye 2. - R. 77-89. 12. K. Miziakoz5, Ukhy-5yipd Raz, apa A. Meiydgozsepei, Sativg IPeiytez ip podniu ipiestea 5iiisop, 4). oh

Арріїєа Рпузісв. - 1990. - Мої. 67. - Р. 2576-2582. 13. Тнеогу ої сатівг ІШеїїте іп війсоп. Іп: І Тейте Зресігозсору. Зргіпдег Зепев іп МагїепіаїArriiea Rpuzisv. - 1990. - Mine. 67. - R. 2576-2582. 13. Tneogu oi sativg ISheiite ip voysop. Ip: And Teite Zresigozsora. Zrgipdeg Zepev ip Magiepiai

Зсієпсе. - Зргіпдег, Вепіп, Неїдеїрего, 2005. - Мої 85.I'm sorry - Zrgipdeg, Vepip, Neideirego, 2005. - My 85.

Claims

DISCLOSURE OF THE INVENTION A narrow-band infrared radiation source with controlled intensity, containing a photonic crystal (PC) with a transmission line at the operating wavelength, a semiconductor structure with doped regions of p and n type, electrical contacts to the p and n regions, a substrate and a heater, which is distinguished by the fact that the FC is made one-dimensional and has one defect layer (DF) inside, made of a wide-band semiconductor, all other FC layers are made of dielectric materials that are transparent in the working spectral range, the optical 45 thicknesses of all FC layers are such that the FC has a spacer mode at the operating wavelength of the source, the semiconductor structure is formed over the entire area of the DS from successively placed p-type and p-type doped regions, separated by lightly doped gaps, the source additionally contains a thermoregulating element that is in thermal contact through the FC substrate.