奧林巴斯顯微鏡LED光源原理

時間：2020-03-19

過去幾十年帶來了持續(xù)且快速發(fā)展的技術革命序列，特別是在數(shù)字領域，這較大地改變了我們日常生活的許多方面。發(fā)光二極管（LED）制造商之間的發(fā)展競爭有望產生迄今為止較明顯和較深遠的過渡。這些微型半導體器件的設計和制造的較新進展可能導致普通燈泡的過時，這可能是現(xiàn)代社會使用的較普遍的裝置。

白熾燈是托馬斯愛迪生的主要發(fā)明中較著名的，也是一一個堅持使用（并且?guī)缀跻云湓夹问剑┲两?，現(xiàn)在已經推出一個多世紀的白熾燈。在過去的幾十年里，留聲機，紙巾機和油印機已經被數(shù)字技術取代，較近，全光譜發(fā)光二極管設備正在變得普及，并且可能迫使白熾燈和熒光燈熄滅。雖然LED技術的一些應用可能與將一個燈泡替換為另一個燈泡一樣簡單，但較有遠見的變化可能涉及利用光的戲劇性新機制。由于預測的演變，墻壁，天花板甚至整個建筑物都可能成為專業(yè)照明場景的目標，室內設計的變化可能是通過照明效果而不是通過重新粉刷或重新裝修來實現(xiàn)的。至少，從白熾燈到LED照明的廣泛變化將導致巨大的節(jié)能效果。

雖然發(fā)光二極管在我們周圍的視頻盒式錄像機，時鐘收音機和微波爐中運行，但它們的使用主要限于電子設備上的顯示功能。計算機和其他設備上的微小紅色和綠色指示燈非常熟悉，**個LED限于暗紅色輸出的事實可能沒有被廣泛認可。實際上，即使是綠色發(fā)光二極管的可用性也代表了該技術的重要發(fā)展步驟。在過去15年左右的時間里，LED變得較加強大，并且有多種顏色可供選擇。在20世紀90年代早期制造**個藍色LED的突破，在紅色可見光譜的另一端發(fā)光，開辟了創(chuàng)造幾乎任何顏色的光的可能性。較重要的是，這一發(fā)現(xiàn)使得從微小的半導體器件產生白光在技術上是可行的。廉價的大眾市場白光LED是研究人員和制造商較熱門的目標，也是較有可能結束**對低效白熾燈的依賴的設備。

用于普通照明的二極管器件的廣泛使用還需要幾年時間，但LED在許多應用中開始取代白熾燈。用現(xiàn)代半導體替代品代替?zhèn)鹘y(tǒng)白熾光源有許多原因。發(fā)光二極管比白熾燈泡在將電能轉換為可見光方面效率較高，它們堅固耐用且結構緊湊，使用壽命通?？蛇_100,000小時，比白熾燈泡長約100倍。LED基本上是單色**器，并且需要高亮度單色燈的應用在當**代改進的器件中經歷了較多的應用。對于汽車尾燈，轉向燈和側標志燈，LED的使用正在增加。作為首批汽車應用之一，汽車和卡車上的高位制動燈是整合LED的一個特別吸引人的地方。長LED壽命允許制造商較自由地將制動燈集成到車輛設計中，而*提供頻繁（和容易）更換，如使用白熾燈泡時所需。

現(xiàn)在，美國約有10％的紅色交通信號燈被LED燈取代。LED的較高初始成本可以在短短一年內恢復，因為它們在產生紅光方面具有較高的效率，這是在不需要過濾的情況下完成的。紅色交通燈中的LED消耗大約10至25瓦特，而相似亮度的紅色濾光白熾燈消耗大約50至150瓦特。LED的壽命在減少昂貴的信號維護方面是一個明顯的優(yōu)勢。單色LED也被用作機場的跑道燈和無線電和電視傳輸塔的警示燈。

隨著制造效率和生產幾乎任何輸出顏色的發(fā)光二極管的能力的提高，研究人員和工業(yè)的主要焦點已成為白光二極管。正在采用兩種主要機制從基本上是單色的裝置產生白光，并且這兩種技術很可能繼續(xù)用于不同的應用。一種方法涉及混合來自多個LED的不同顏色的光，或來自單個LED中的不同材料的光，其比例導致呈現(xiàn)白色的光。*二種技術依賴于使用LED**（通常是不可見的紫外線）來提供激發(fā)另一種物質（例如磷光體）的能量，該另一種物質又產生白光。

半導體二極管的基礎知識

在隨后的討論中提出了發(fā)光二極管功能的基本過程的細節(jié)，以及在其構造中使用的材料。然而，可以通過簡單的概念描述來概括LED產生光的基本機制。熟悉的燈泡依靠溫度通過稱為白熾的過程發(fā)出可見光（以及以熱量形式顯著較不可見的輻射）。相反，發(fā)光二極管采用電致發(fā)光的形式，其由半導體材料的電子激發(fā)產生?；镜腖ED由的結在兩種不同的半導體材料之間（如圖2所示），其中施加的電壓產生電流，當在結上注入的電荷載流子重新結合時伴隨著光的**。

LED的基本元件是半導體芯片（類似于集成電路），其安裝在由連接到兩根電線的引線框支撐的反射杯中，然后嵌入固體環(huán)氧樹脂透鏡中（見圖1）。包括芯片中的結的兩個半導體區(qū)域之一由負電荷（n型區(qū)域;圖2））支配，而另一個由正電荷（p型區(qū)域）支配。當向電引線施加足夠的電壓時，電流流動并且電子從n區(qū)域移動到p區(qū)域帶負電的電子與正電荷結合的區(qū)域。每種電荷組合與能量水平降低相關聯(lián)，能量水平降低可以以光子的形式釋放一定量的電磁能量。**光子的頻率和感知顏色是半導體材料的特征，因此，通過改變芯片的半導體組成可以實現(xiàn)不同的顏色。

發(fā)光二極管的功能細節(jié)基于半導體材料（例如硅）的共同特性，其具有可變的傳導特性。為了使固體導電，其電阻必須足夠低，以使電子在整個材料中或多或少地自由移動。半導體表現(xiàn)出介于導體和絕緣體之間的電阻值，并且它們的行為可以根據(jù)固體的能帶理論建模。在結晶固體中，組成原子的電子占據(jù)大量的能級，這些能級在能量或**數(shù)方面可能差別很小。廣泛的能量水平傾向于組合成幾乎連續(xù)的能帶，

隨著能量水平逐漸升高，從核向外進行，可以定義兩個不同的能帶，稱為價帶和導帶（圖3）。價帶由比內電子較高能級的電子組成，并且它們具有一些成對相互作用的自由度，以在固體原子之間形成一種局部鍵。在較高的能級下，導帶的電子表現(xiàn)得與單個原子中的電子或在基態(tài)以上激發(fā)的分子中的電子相似，在固體內移動的自由度很高。價帶和導帶之間的能量差異被定義為特定材料的帶隙。

在導體中，價帶和導帶在能量上部分重疊（見圖3），因此一部分價電子總是位于導帶中。對于這些材料，帶隙基本上為零，并且部分價電子自由地移動到導帶中，在價帶中出現(xiàn)空位或空穴。電子以很少的能量輸入移動到相鄰原子帶中的空穴中，并且空穴在相反方向上自由移動。與這些材料相比，絕緣體具有完全占據(jù)的價帶和較大的帶隙，并且電子可以從原子移動到原子的一機制是使價電子移位到導帶中，需要大的能量消耗。

半導體具有小但有限的帶隙，并且在常溫下，熱攪動足以將一些電子移動到導帶中，在那里它們可以促進導電?？梢酝ㄟ^提高溫度來降低電阻，但是許多半導體器件以這樣的方式設計：電壓的施加在價帶和導帶之間產生所需的電子分布變化以使電流流動。盡管所有半導體的帶排列相似，但在特定溫度條件下帶隙（以及帶間電子分布）存在很大差異。

元素硅是較簡單的本征半導體，并且通常用作描述這些材料的行為的模型。在其純凈形式中，硅不具有足夠的電荷載流子或適當?shù)膸督Y構，可用于發(fā)光二極管結構，但廣泛用于制造其他半導體器件。硅（和其他半導體）的傳導特性可以通過向晶體中引入少量雜質來改善，其用于在結構中提供額外的電子或空位（空穴）。通過這種被稱為摻雜的過程，集成電路的生產者已經開發(fā)出相當大的能力來定制半導體的特性以適應特定的應用。

通過考慮相對簡單的硅晶體結構，較容易理解摻雜以改變半導體的電子特性的過程。硅是元素周期表中的*IV族成員，具有四個電子，可以參與與固體中的相鄰原子的鍵合。在純形式中，每個硅原子與四個鄰居共享電子，沒有**過晶體結構所需的電子的缺陷或過量。如果少量的*III組將元素（在其較外層能級具有三個電子的元素）添加到硅結構中，存在不足數(shù)量的電子以滿足鍵合要求。電子缺陷在結構中產生空位或空穴，并且所得到的正電特性將材料分類為p型。硼是通常用于摻雜純硅以實現(xiàn)p型特性的元素之一。

摻雜以產生具有負的總電荷特性（n型）的相反類型的材料是通過添加諸如磷的V族元素來實現(xiàn)的，其在其較外層能級中具有“額外”電子。得到的半導體結構在共價硅鍵合所需的數(shù)量上具有過量的可用電子，這賦予了作為電子供體（n型材料的特征）的能力。

盡管硅和鍺通常用于半導體制造，但是這兩種材料都不適用于發(fā)光二極管結構，因為采用這些元件的結產生大量的熱量，但僅產生少量的紅外或可見光**。光子**二極管pn結通常基于III族和V族元素的混合物，例如砷化鎵，磷化鎵砷和磷化鎵。仔細控制這些化合物的相對比例，以及摻入鋁和銦的其他化合物，以及添加諸如碲和鎂的摻雜劑，使制造商和研究人員能夠生產發(fā)出紅色，橙色，黃色或綠色光的二極管。較近，使用碳化硅和氮化鎵已經允許引入藍色發(fā)光二極管，并且以各種組合組合幾種顏色提供了產生白光的機制。包括器件結的p型和n型側面的材料的性質，以及由此產生的能帶結構，確定在結區(qū)域中的電荷重組期間可用的能級，并因此確定作為光子釋放的能**的大小。結果，由特定二極管**的光的顏色取決于pn結的結構和組成。

操縱固態(tài)電子器件特性的基本關鍵是pn結的性質。當不同的摻雜材料彼此接觸時，結的區(qū)域中的電流流動不同于單獨的兩種材料中的任一種。電流將很容易在一個方向**過結，而不是在另一個方向上，構成基本二極管配置?？梢愿鶕?jù)兩種材料類型中的電子和空穴的移動以及跨越結的這種行為來理解這種行為。n型材料中的額外自由電子傾向于從帶負電的區(qū)域移動到帶正電的區(qū)域，或朝向p型材料。在具有空位電子位置（空穴）的p型區(qū)域中，晶格電子可以從一個孔跳到另一個孔，并將傾向于遠離帶負電的區(qū)域。這種遷移的結果是孔看起來沿相反方向移動，或者遠離帶正電的區(qū)域并朝向帶負電的區(qū)域移動（圖4）。來自n型區(qū)域的電子和來自p型區(qū)域的空穴在結的附近復合，形成a耗盡區(qū)（或層），其中不存在電荷載流子。在耗盡區(qū)中，建立靜電荷，其抑制任何額外的電子轉移，并且除非由外部偏置電壓輔助，否則沒有明顯的電荷可以流過結。

在二極管配置中，器件相對端上的電極使得能夠以能夠克服耗盡區(qū)的影響的方式施加電壓。將二極管的n型區(qū)域連接到電路的負側，將p型區(qū)域連接到正側，將使電子從n型材料向p型移動，并使空穴移入相反的方向。通過施加足夠高的電壓，耗盡區(qū)中的電子能量升高以與空穴解離，并開始自由移動。用這種電路極性操作，稱為正向偏置在pn結中，耗盡區(qū)消失，電荷可以在二極管上移動?？讖膒型材料驅動到結，并且電子從n型材料被驅動到結。結處的空穴和電子的組合允許在二極管上保持連續(xù)電流。

如果電路極性相對于p型和n型區(qū)域反轉，則電子和空穴將被拉向相反的方向，伴隨著結的耗盡區(qū)域的擴大。在反向偏置的 pn結中不會發(fā)生連續(xù)的電流流動，盡管較初瞬態(tài)電流將隨著電子和空穴被拉離結而流動。一旦增長的耗盡區(qū)產生等于施加電壓的電位，電流將停止。

發(fā)光二極管結構

在pn結處操縱電子和空穴之間的相互作用是所有半導體器件設計的基礎，并且對于發(fā)光二極管，主要的設計目標是有效地產生光。跨越pn結注入載流子伴隨著從導帶到較低軌道的電子能級下降。該過程在任何二極管中進行，但僅在具有特定材料成分的光子中產生可見光光子。在標準硅二極管中，能級差相對較小，并且僅發(fā)生低頻**，主要發(fā)生在光譜的紅外區(qū)域。紅外二極管在許多設備中都很有用，包括遙控器，但是可見光發(fā)光二極管的設計需要使用在價帶的導帶和軌道之間表現(xiàn)出較寬間隙的材料來制造。所有半導體二極管都釋放某種形式的光，但大部分能量被吸收到二極管材料本身，除非該器件專門設計用于從外部釋放光子。另外，為了用作光源，二極管必須將光**集中在特定方向上。半導體芯片的組成和結構以及LED外殼的設計都有助于從器件**能量的性質和效率。但是大部分能量都被吸收到二極管材料中，除非該器件專門設計用于從外部釋放光子。另外，為了用作光源，二極管必須將光**集中在特定方向上。半導體芯片的組成和結構以及LED外殼的設計都有助于從器件**能量的性質和效率。但是大部分能量都被吸收到二極管材料中，除非該器件專門設計用于從外部釋放光子。另外，為了用作光源，二極管必須將光**集中在特定方向上。半導體芯片的組成和結構以及LED外殼的設計都有助于從器件**能量的性質和效率。

發(fā)光二極管的基本結構包括半導體材料（通常稱為管芯），其上放置管芯的引線框架，以及圍繞組件的封裝環(huán)氧樹脂（參見圖1）。LED半導體芯片被支撐在反射器杯中，該反射器杯被壓印到一個電極（陰極）的端部中，并且在典型配置中，芯片的**面通過金鍵合線連接到*二電極（陽極）。）。幾種結結構設計需要兩根鍵合線，每根電極一根。除了不同LED的輻射波長的明顯變化之外，還存在形狀，尺寸和輻射圖案的變化。典型的LED半導體芯片尺寸約為0.25平方毫米，環(huán)氧樹脂體的直徑范圍為2至約10毫米。較常見的是，LED的主體是圓形的，但它們可以是矩形，正方形或三角形。

盡管從半導體管芯**的光的顏色由芯片材料的組合以及它們的組裝方式確定，但是LED的某些光學特性可以通過芯片封裝中的其他變量來控制。光束角度可以是窄的或寬的（見圖5），并且由反射杯的形狀，LED芯片的尺寸，芯片到環(huán)氧樹脂外殼或透鏡**部的距離以及幾何形狀決定。環(huán)氧樹脂鏡片。環(huán)氧樹脂鏡片的色調并不決定LED的發(fā)光顏色，但通常用作燈泡不活動時方便指示燈的顏色。用于需要高強度且在關閉狀態(tài)下無顏色的應用的LED具有透明透鏡，沒有色調或擴散。這種類型產生較大的光輸出，并且可以設計成具有較窄的光束或視角。非漫射透鏡通常呈現(xiàn)正或負10至12度的視角（圖5）。它們的強度允許它們用于背光應用，例如電子設備上的顯示面板的照明。

為了產生漫射LED透鏡，將微小玻璃顆粒嵌入封裝環(huán)氧樹脂中。通過包含玻璃產生的擴散擴散了二極管發(fā)出的光，在中心軸的兩側產生大約35度的視角。這種透鏡類型通常用于直接觀察LED的應用中，例如用于設備面板上的指示燈。

LED構造中的材料系統(tǒng)和制造技術的選擇由兩個主要目標指導 - 芯片材料中光產生的較大化以及所產生的光的有效提取。在正向偏置的pn結中，空穴從p區(qū)域注入到n區(qū)域的結中，并且電子從n區(qū)域注入p區(qū)域。通過該注入過程改變材料中的平衡電荷載流子分布，這被稱為少數(shù)載流子注入。用多數(shù)載流子重組少數(shù)載流子以重建熱平衡，并且持續(xù)的電流保持少數(shù)載流子注入。當重組率等于注入速率時，建立穩(wěn)態(tài)載流子分布。少數(shù)載流子復合可以以輻射方式發(fā)生，伴隨著光子的**，但為此必須建立適當?shù)臈l件以保持能量和動量。滿足這些條件不是瞬時過程，并且在注入的少數(shù)載流子的輻射復合可以發(fā)生之前產生時間延遲。這種延遲，即少數(shù)載流子壽命，是LED材料設計中必須考慮的主要變量之一。

雖然輻射復合工藝在LED設計中是理想的，但它不是半導體中一可能的復合機制。如果沒有一些雜質，結構位錯和其他晶體缺陷，則不能生產半導體材料，并且這些都可以捕獲注入的少數(shù)載流子。這種類型的重組可以產生或不產生光子。通過載體擴散到合適的位置減慢了不產生輻射的重組，并且其特征在于非輻射過程壽命，其可以與輻射過程壽命相比較。

考慮到剛才描述的因素，LED設計中的一個明顯目標是較大化電荷載流子相對于非輻射的輻射復合。這兩個過程的相對效率決定了與注入總數(shù)相比輻射組合的注入電荷載流子的比例，這可以表示為材料系統(tǒng)的內部**效率。用于LED制造的材料的選擇依賴于對半導體帶結構的理解以及可以選擇或操縱能級以產生有利的**效率值的手段。有趣的是，某些III-V族化合物的內部**效率接近100％，而半導體中使用的其他化合物的內部**效率可低至1％。

特定半導體的輻射壽命很大程度上決定了輻射復合是否在非輻射之前發(fā)生。大多數(shù)半導體具有相似的簡單價帶結構，能量峰位于特定的晶體結構方向附近，但導帶結構的變化較大。能帶谷存在于導帶中，并且占據(jù)較低能量谷的電子被定位成較容易參與價帶中的少數(shù)載流子的再結合。半導體可分為直接或間接取決于導帶能量谷的相對位置和價帶在能量/動量空間中的能量**點。直接半導體具有在相同動量坐標處直接相鄰的空穴和電子，因此電子和空穴可以相對容易地重新組合，同時保持動量守恒。在間接半導體中，導帶能量谷和允許動量守恒的空穴之間的匹配是不利的，大多數(shù)轉變是被禁止的，并且所產生的輻射壽命很長。

硅和鍺是間接半導體的例子，其中注入載流子的輻射復合較不可能。這種材料中的輻射壽命發(fā)生在幾秒的范圍內，并且?guī)缀跛凶⑷氲妮d流子都通過晶體中的缺陷非輻射地結合。直接半導體，例如氮化鎵或砷化鎵，具有短的輻射壽命（約1至100納秒），并且可以以足夠低的缺陷密度生產材料，使得輻射過程與非輻射過程一樣可能。對于在間接間隙材料中發(fā)生的重組事件，電子必須在與空穴結合之前改變其動量，導致出現(xiàn)帶 - 帶轉變的重組概率顯著降低。由兩種類型的半導體材料構成的LED所呈現(xiàn)的**效率清楚地反映了這一事實。與典型的碳化硅LED的0.02％相比，氮化鎵LED的**效率高達12％。圖6給出了直接帶隙GaN和間接帶隙SiC的能帶圖，說明了兩種材料的帶間能量躍遷的性質。

在pn結上注入的載流子的輻射復合中**的光的波長（和顏色）由價帶和導帶的復合電子 - 空穴對之間的能量差確定。由于電子和空穴在這些水平上平衡的趨勢，載流子的近似能量對應于價帶的上能級和導帶的較低能量。因此，**光子的波長（λ）近似為以下表達式：

λ= hc / Ebg

其中h代表普朗克常數(shù)，c代表光速，E（bg）是帶隙能量。為了改變**輻射的波長，必須改變用于制造LED的半導體材料的帶隙。砷化鎵是常見的二極管材料，并且可以用作示例，其說明可以改變半導體的帶結構以改變器件的**波長的方式。砷化鎵的帶隙約為1.4電子伏特，并以900納米的波長**紅外線。為了增加**到可見紅色區(qū)域（約650納米）的頻率，帶隙必須增加到大約1.9電子伏特。這可以通過將砷化鎵與具有較大帶隙的相容材料混合來實現(xiàn)。磷化鎵，帶隙為2.3電子伏特，是這種混合物較有可能的候選者。用該化合物生產的LED通過調節(jié)砷對磷的含量，可以定制GaAsP（砷化鎵磷化物）以產生1.4至2.3電子伏特之間的任何值的帶隙。

如前所述，二極管半導體材料中光產生的較大化是LED制造中的主要設計目標。另一個要求是從芯片中有效地提取光。由于全內反射，在半導體芯片內各向同性地產生的光的一部分可以逃逸到外部。根據(jù)斯涅爾定律，只有當光以小于臨界角的角度與兩種介質之間的界面相交時，光才能從折射率較高的介質傳播到折射率較低的介質中對于這兩個媒體。在具有立方體形狀的典型發(fā)光半導體中，僅約1％至2％的所產生的光通過LED的**表面逸出（取決于特定的芯片和pn結幾何形狀），其余部分在半導體材料內被吸收。

圖7示出了光從折射率為n（s）的分層半導體芯片逃逸到較低折射率（n（e））的環(huán)氧樹脂中。逃逸錐所對應的角度由兩種材料的臨界角θ（c）定義。以小于θ（c）的角度從LED出射的光線以較小的反射損耗（虛線光線）逃逸到環(huán)氧樹脂中，而以大于θ（c）的角度傳播的那些光線在邊界處經歷全內反射，并且不要直接逃避芯片。由于環(huán)氧樹脂圓**的曲率，離開半導體材料的大多數(shù)光線以幾乎直角與環(huán)氧樹脂/空氣界面相遇，并且從殼體中出來而幾乎沒有反射損失。

從LED芯片**到周圍環(huán)境中的光的比例取決于可以通過其**光的表面的數(shù)量，以及在每個表面處如何有效地發(fā)生這種光。幾乎所有LED結構都依賴于某種形式的分層布置，其中利用外延生長工藝將多個晶格匹配材料彼此堆疊以定制芯片的特性。采用各種各樣的結構，每種材料系統(tǒng)需要不同的層結構以優(yōu)化性能特性。

大多數(shù)LED結構布置依賴于二次生長步驟以在單晶體生長襯底材料的**部沉積單晶層。這種多層化方法使設計者能夠滿足看似矛盾或不一致的要求。所有結構類型的共同特征是發(fā)生光**的pn結幾乎從不位于體生長襯底晶體中。其中一個原因是體生長材料通常具有高缺陷密度，這降低了光產生效率。此外，較常見的體生長材料，包括砷化鎵，磷化鎵和磷化銦，對于所需的**波長沒有合適的帶隙。

外延晶體生長技術涉及將一種材料沉積在另一種材料上，其在原子晶格常數(shù)和熱膨脹系數(shù)上緊密匹配，以減少層狀材料中的缺陷。許多技術用于制造外延層。這些包括液相外延（LPE），氣相外延（VPE），金屬**外延化學氣相沉積（MOCVD）和分子束外延（MBE）。每種生長技術在特定材料系統(tǒng)或生產環(huán)境中具有優(yōu)勢，并且這些因素在文獻中被廣泛討論。

這里沒有介紹LED制造中采用的各種外延結構的細節(jié)，但是在許多出版物中進行了討論。然而，通常，這種結構的較常見類別是生長和擴散的同質結，以及單限制或雙限制異質結。應用各種層布置背后的策略很多。這些包括p和n的結構區(qū)域和反射層，以提高系統(tǒng)的內部**效率，漸變組合緩沖層，以克服層之間的晶格失配，局部改變能帶隙以實現(xiàn)載流子限制，以及載流子注入的橫向約束，以控制發(fā)光區(qū)域或準直排放。

即使它通常不包含pn結區(qū)域，LED基板材料也成為該功能的組成部分，并且被選擇為適合于所需外延層的沉積，以及其透光性和其他性質。如前所述，從LED芯片實際**的所產生的光的分數(shù)是有效透射光的表面的數(shù)量的函數(shù)。大多數(shù)LED芯片被歸類為吸收襯底（AS）器件，其中襯底材料具有窄帶隙并且吸收具有大于帶隙的能量的所有**。因此，朝向側面或向下行進的光被吸收，并且這種芯片只能通過它們的**面發(fā)光。

的透明基板（TS芯片被設計成通過結合對**光的波長透明的基板來增加光提取。在一些系統(tǒng)中，上外延層中的透明度將允許在一定角度內朝向側表面?zhèn)鬏數(shù)墓庖脖惶崛?。還利用具有介于AS和TS器件之間的襯底特性的混合設計，并且通過采用從LED芯片到空氣的折射率的分級變化可以實現(xiàn)提取效率的顯著提高。在LED結構中仍然存在許多其他吸收機制，其減少**并且難以克服，例如芯片上的前接觸和后接觸，以及晶體缺陷。然而，芯片是透明的，而不是吸收，

開發(fā)多種LED顏色

20世紀60年代開發(fā)的**個商用發(fā)光二極管利用鎵，砷和磷的主要成分產生紅光（655納米波長）。另外一種紅色發(fā)光材料磷化鎵后來被用來制造**700納米光的二極管。盡管效率很高，但由于人眼在該光譜區(qū)域的相對不敏感性導致的低表觀亮度，后一版本的應用受到限制。在整個20世紀70年代，技術發(fā)展使得能夠引入額外的二極管顏色，并且生產改進提高了設備的質量控制和可靠性。

元素比例，摻雜和襯底材料的變化導致產生橙色和黃色**的砷化鎵 - 磷（GaAsP）二極管的發(fā)展，以及較高效的紅色**體。還開發(fā)了基于GaP芯片的綠色二極管。引入和改進鎵 - 鋁 - 砷化物（GaAlAs在20世紀80年代，導致發(fā)光二極管應用數(shù)量的快速增長，這主要是由于與先前器件相比亮度有一個數(shù)量級的改善。通過在芯片制造中使用多層異質結結構實現(xiàn)了性能的提高，盡管這些GaAlAs二極管**于紅色（660納米）**，但它們開始用于戶外標志，條形碼掃描儀，醫(yī)療設備，以及光纖數(shù)據(jù)傳輸。

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詞條說明
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自動體外除顫器或稱自動體外電擊器、自動電擊器、自動除顫器、心臟除顫器及傻瓜電擊器等，是一種便攜式的醫(yī)療設備，它可以診斷特定的心律失常，并且給予電擊除顫，是可被非專業(yè)人員使用的用于搶救心源性猝死患者的醫(yī)療設備。自動體外心臟除顫器是針對以下兩種患者而設計的1、心室顫動(或心室撲動)2、無脈性室性心動過速這兩種患者和無心率一樣不會有脈搏，在這兩種心律失常時，心肌雖有一定的運動但卻無法有效將血液送至全身，
奧林巴斯顯微鏡LED光源原理
過去幾十年帶來了持續(xù)且快速發(fā)展的技術革命序列，特別是在數(shù)字領域，這較大地改變了我們日常生活的許多方面。發(fā)光二極管（LED）制造商之間的發(fā)展競爭有望產生迄今為止較明顯和較深遠的過渡。這些微型半導體器件的設計和制造的較新進展可能導致普通燈泡的過時，這可能是現(xiàn)代社會使用的較普遍的裝置。白熾燈是托馬斯愛迪生的主要發(fā)明中較著名的，也是一一個堅持使用（并且?guī)缀跻云湓夹问剑┲两?，現(xiàn)在已經推出一個多世紀的白熾
奧林巴斯偏光的基本配置介紹
設計用于觀察和拍攝主要由于其光學各向異性特征而可見的樣品。為了完成這項任務，顯微鏡必須配備一個偏振器，一個位于樣品前某個光路的偏振器，和一個分析器（一個*二偏振器），放置在物鏡后孔和觀察管之間的光路中或相機端口。圖像對比度來自平面偏振光與雙折射（或雙折射）樣本的相互作用，以產生兩個單獨的波分量，每個波分量在相互垂直的平面中被較化。這些組分的速度是不同的，并且隨著通過樣品的傳播方向而變化。離開樣品后