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88小说网 > 玄幻魔法 > 原始微光 > 第84章 发光二极管和激光器
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第84章 发光二极管和激光器

凌树来到了研究二级管的研究部,要和大家一起研究发光二级管,部落已经有电了,生产灯是必然的过程。

如果没有指路人去指引,估计部落没有十年以上是触摸不到灯的门槛,这十年以上的时间等的也太寂寞了吧。

凌树自然不会在部落中傻傻的呆着等他们慢慢发展,做钨丝灯泡当然没有发光二极管做的灯好,钨丝灯是发热产生光,非常的耗电,而且使用寿命短,用来制作钨丝暖风机,鸡蛋的孵化机,这些比做成灯泡经济价值会高很多。

而二极管做的灯除了省电之外,光的穿透性很强,照得更加的远,而且还不发热。它是电经过半导体材料生成由自由电子和空穴复合反应产生光。

发光二极管简称LEd,是由数层很薄的掺杂半导体材料制成,一层带过量的电子,另一层因缺乏电子而形成带正电的“空穴”,当有电流通过时,电子和空穴相互结合并释放出能量,从而辐射出光芒。

发光二级管产生光,是自由电子和空穴复合的过程。

而复合过程是指产生空穴和电子的pN结物质回到原来状态,简单来说是电子将空穴填上,电荷中和。

发光二极管通常只能发出红色光或黄色光,要想获得白色光,还必须制造出能发出蓝光的发光二极管。这样,红、黄、蓝三种光“混合”后,就产生出白光,

发光二极管的发光材料一般有含镓、砷、磷、氮等的化合物制成。

砷化镓二极管发红光,磷化镓二极管发绿光,碳化硅二极管发黄光,氮化镓二极管发蓝光 。

而白光透过钻石会形成单质的紫外线,氮化铝为远波长的紫外线,氮化铝镓为近波长的紫外线。

紫外线除了在实验室、医院、饭堂中有杀毒、杀菌的作用,在电子领域中能配合上光刻胶制作线路板,光刻芯片线路。

还有稀土提取中的紫外线照射分析稀土的成分,等很多领域都有很大的作用。

稼一般在自然界中常以微量分散于铝土矿、闪锌矿等矿石中,属于稀散金属。

稼是灰蓝色或银白色的金属,不融于水,它的熔点非常低,在30度的室温中会液化成水,它的沸点却高达2403度。

在高温灼烧锌矿时,镓就以化合物的形式挥发出来,在烟道里凝结,镓常与铟和铊共生。经电解、洗涤可以制得粗镓,再经提炼可得高纯度镓。

90%以上的原生镓都是在生产氧化铝过程中提取的,从炼锌废渣和炼铝废渣中回收提取,是一种生产铝时多余出来的副产品。

工业生产以工业级金属镓为原料,减压蒸馏法、分步结晶法、区域熔融法进一步提纯,制得高纯镓,当然做发光二级管并不需要这么高纯度的镓。

而提炼砷的矿石一般都是用毒砂也称砷黄铁矿,是一种铁的硫砷化物矿物。熔点814c,615c时升华。不溶于水,溶于硝酸。

毒砂是最常见的提炼砷的矿石矿物,其砷含量达46%。用锤子敲打毒砂时会发出一股蒜味儿,其实这就是砷的味道,毒砂常产于钨锡矿脉中,与黑钨矿、锡矿共生。

也可以在冶炼锡矿石和钨矿石的排烟管道中得到,他会以三氧化二砷的氧化物粉末存在,不过这种粉末是有剧毒的,必须是做好防护。

也是开采钨矿石和锡矿石的副产物,在工业上由可回收砷的矿石经破碎,进行氧化焙烧,生成的气体经除尘、冷却、捕集,制得三氧化二砷

三氧化二砷,俗称砒霜,是一种无机化合物,有剧毒 ,是最具商业价值的砷化合物。它也是最古老的毒物之一,无臭无味,为白色霜状粉末,故称砒霜。

是冶炼砷合金和制造半导体的原料。玻璃工业用作澄清剂和脱色剂,以增强玻璃制品透光性。

皮革工业用以制亚砷酸钠作皮革保藏剂。农业上用作防治病虫害的杀虫剂,消毒剂和除锈剂,也用作其他含砷杀虫农药的原料。也用于涂料和颜料工业。可作化学试剂。

还用于气体脱硫、木材防腐、氯气吸收剂。

有了电自然要开始研究生产出激光器,激光器在未来的用途太广泛了。

水平尺、定位仪、测距仪、测温仪,金属的切割焊接、手机、鼠标、cd、摄像机、激光打印机。

还有军事用到的激光引信、激光制导、激光雷达。

半导体的激光可用在光纤通讯、光盘存储等。

激光器包括三部分:增益介质,激光灯泵浦源和光学谐振腔。

增益介质是密封的气体,它在灯里面,就像白炽灯里面的气体,而激光切割器和激光焊接中,的增益介质气体一般是二氧化碳和氮气氦气,氦气和氮气是辅助气体。

而激光武器的泵浦灯里面的气体是氙气,可以做成脉冲氙气灯,又叫脉冲闪光灯。也可以在灯中充入氪做成连续氪灯。

在固体激光器中发光的激活离子一般为稀土元素中的钕、镝、钬、镨等,而过渡金属元素铬、锰、钴、镍,在在用石英石生产长条透明玻璃灯中加入稀土和过渡金属,做成泵浦源的外壳就像灯泡的玻璃外壳,这是泵浦源的基质材料,

泵浦源是为实现粒子数反转提供能量的装置。根据激励时利用的能量形式,泵浦方式有放电激励、光激励、热能激励、化学能激励等。

说白了泵浦源就是一个产生强光的灯,而灯的阳极材料是金属钨和稀土元素中的钍做成的钍钨合金。

阴极材料为钡稀土和钨金属的钡钨合金。

所谓光学谐振腔,实际是在激光器两端,面对面装上两块反射率很高的镜。一块几乎全反射称为全反镜,一块光大部分反射称为半反镜,这是两块透明的玻璃镜,可以使激光可透过这块镜子而射出。

被反射回到工作介质的光,继续诱发新的受激辐射,光被放大。

因此,光在谐振腔中来回震荡,造成连锁反应,雪崩似的获得放大,产生强烈的激光,部分从半反射镜子一端输出, 生成高能量的激光。

将环形的氙气灯作为泵浦光源,通入脉冲电压后产生强烈的光,光会向四周散开,这就要用到铝箔纸,包住氙气灯的外围,而氙气灯的谐振腔,一头是全反镜另一头是输出高能量激光的半反镜,这就是激光器的构造。

而铝箔纸的制作一般都是将含锌的铝方块,外表用机器打磨平整,用电机传送到高温热压榨辊机挤压铝块,经过十几次的辊压铝块可以将厚厚的铝块压成纸张一样薄。

虽然只是简单的加热辊压,但这样的生产工艺需要用到液压机辊压、滚轮传送带、电热熔槽、吊装设备,才能做出铝箔纸。

这是未来的工业生产,像听装的啤酒,饮料,各种罐头、做面包烤箱,烤肉烤箱都需要这样的工业生产,不过部落的工业现在只要做出一点铝箔也并不是太难。

激光的初期的理论出现到制造,再到商用按照自然来发展可能需要几百年时间。

他最重要的理论出现,还需要出现像爱因斯坦这样的伟大科学家去探索求证。

凌树只是抄袭到应用自然可以将发展的时间缩短成千上万倍。