Разпределени Bragg огледала

На фиг. 10.6 за сравнение, спектрите на коефициента ототражения от два вида, отражатели: огледало Bragg и метално огледало. Вижда се, че металните отражатели имат широка лента с висока отражателна способност, докато за огледалата Braggха се характеризира с тесен обхват с висока отражателна способност, наречен обхват на затихване. Следва да се отбележи, че тогава отражателната способност на металните огледала остава винаги непроменена

Дължина на вълната X, μm

Фигура: 10.6. Спектри на отражение на два вида рефлектори: огледала Bragg (25 двойки слоеве AlAs/GaAs) и метални огледала (сребро/въздух)

как отражателната способност на огледалата на Bragg се увеличава с увеличаването на броя на двойните слоеве, стига тези слоеве да са напълно прозрачни.

Светодиодите, отглеждани върху непрозрачни основи, имат 50% отрадиацията от активната област се абсорбира точно от субстрата, което води до значително намаляване на тяхната ефективност. Поглъщането на лъчение в основата може да се избегне, ако между него и активната зона на светодиода се постави огледало, отразяващо лъчите, излъчващиактивна област към субстрата, което им позволява да напуснат полупроводника през горната граница.

разпределено огледало Bragg

индекс на пречупване: u и коефициент на контраст 2: Ap

дебелина: X, Q/(4w1) и XQ/(4 "2) брой двойни слоеве: t

Фигура: 10.7. LED с разпределено огледало Bragg, разположено междуdu субстрат и долен бариерен слой

Разпределените Bragg Mirrors (DBRs) са много подходящи за тази цел. На фиг. 10.7 показва структурата на светодиод с огледала Braggха. Описанието на такъв светодиод, реализиран върху система от материали AlGaAs/GaAs, е дадено за първи път от Kato et al. (Kato et al., 1991). Този диод, излъчващ в инфрачервената област на спектъра с дължина на вълната 870 nm, включва огледало на Браг, състоящо се от 25 двойки слоеве AlAs/GaAs или AlGaAs/GaAs.

Разпределеното огледало Bragg е многослоен рефлекторлем, обикновено състоящ се от 5-50 двойни слоя материали с различни показатели на пречупване. Поради разликата в показателите на пречупване, отражението на Френел възниква на всеки интерфейс между двата материала. Но тъй като тази разлика обикновено не е много голяма, отОтговорът на Френел на всяка от границите е малък. Много от тези граници обаче са включени в огледалото на Браг. Много е важно да изберете дебелината на двойните слоеве, така че да се появи конструктивна интерференция, когато се добавят всички отразени вълни. За лъчи, падащи върху границата на интерфейса под ъгъл от 90 °, резонансното състояние възниква, когато дебелината на слоевете, съставляващи двойката, е равна на една четвърт от дължината на вълната на светлината, т.е. при нормално падане на лъчите върху границата:

ti, h = -P/g/4 = Ao/(4n (, b). (10.10)

Тук Ao е дължината на вълната на Браг във вакуум, t ^ h е дебелината на слоевете с високаkim (K) и ниски (i) показатели на пречупване, е индексът наразбиване на материали с високи (h) и ниски (I) показатели на пречупванемързел. Дебелината на реалния слой, определена чрез израз (10.10), не е задължително да бъде A/4, тя може да бъде равна на кратно на A/4, но е необходимо степента на множественост да е произволно нечетно число, т.е., t ^ h = А/4, 3А/4, 5А/4, 7А/4, Дебелината на слоевете определя усилването на интерференцията на отразените вълни. Трябва обаче да се помни, че за слоеве, по-дебели от A/4, например 3A/4, лентата на затихване ще се стесни с висока отражателна способност.