5. CÁC BƢỚC THỰC HIỆN
3.1.3.1 Cấu trúc của LED
Về cấu trúc, LED có thể chia làm bốn loại: - LED planar
- LED dome
- LED phát xạ mặt SLED - LED phát xạ cạnh ELED
Trong 4 loại LED này, LED planar và LED dome không đƣợc sử dụng trong thông tin quang vì cho dù có cấu tạo đơn giản nhƣng hai loại LED này có vùng phát quang rộng, ánh sáng phát ra không có tính định hƣớng để có thể ghép ánh sáng vào trong sợi quang một cách hiệu quả. Thay vào đó, hai loại LED này đƣợc sử dụng trong các ứng dụng hiển thị, quang báo trong các thiết bị điện tử, TV, đèn bảng hiệu … . Hai loại cấu trúc LED đƣợc sử dụng rộng rãi là cấu trúc tiếp giáp thuần nhất và cấu trúc tiếp giáp dị thể. Trong quá trình nghiên cứu và thực nghiệm, cấu trúc dị thể kép mang lại hiệu quả hơn và đƣợc ứng dụng nhiều hơn. Đặc điểm của cấu trúc dị thể kép là có hai lớp bán dẫn khác nhau ở mỗi bên của vùng bán dẫn tích cực, đây cũng chính là cấu trúc để nghiên cứu LASER. Với cấu trúc dị thể ta có, hai loại đó là Cấu trúc phát xạ mặt và phát xạ cạnh.
a. Cấu trúc LED phát xạ mặt SLED
LED phát xạ mặt có mặt phẳng của vùng phát ra ánh sáng vuông góc với trục của sợi dẫn quang (hình 3.2a). Vùng tích cực thƣờng có dạng phiến tròn, đƣờng kính khoảng 50μm và độ dày khoảng 25μm. Mẫu phát chủ yếu là đẳng hƣớng với độ rộng chùm phát khoảng 1200
. Mẫu phát đẳng hƣớng này gọi là mẫu Lambertian. Khi quan sát từ bất kỳ hƣớng nào thì độ rộng nguồn phát cũng ngang
bằng nhau nhƣng công suất lại giảm theo hàm cosβ với β là góc hợp giữa hƣớng quan sát với pháp tuyến của bề mặt. Công suất giảm 50% so với đỉnh khi β =60
b. Cấu trúc LED phát xạ cạnh ELED
LED phát xạ cạnh có cấu trúc gồm một vùng tiếp giáp tích cực có vai trò là nguồn phát ánh sáng không kết hợp, và hai lớp dẫn đều có chiết suất thấp hơn chỉ số chiết suất của vùng tích cực nhƣng lại cao hơn chiết suất của các vùng vật liệu bao quanh (hình 3.2b). Cấu trúc này hình thành một kênh dẫn sóng để hƣớng sự phát xạ về phía lõi sợi. Để tƣơng hợp đƣợc với lõi sợi dẫn quang có đƣờng kính nhỏ ( cỡ 50- 100μm), các dải tiếp xúc đối LED phát xạ cạnh phải rộng từ 50 μm- đến 70 μm. Độ dài của các vùng tích cực từ 100 μm đến 150 μm. Mẫu phát xạ cạnh có định hƣớng tốt hơn so với LED phát xạ mặt.
Hình 3.2.a Cấu trúc LED phát xạ mặt SLED