Zavedení infračervených diodů emitujících světla

Zavedení infračervených diodů emitujících světla

Infračervené diody emitující světlo (LED a také to nazýváme jako IR LED) jsou polovodičová zařízení, která emitují světlo v infračerveném spektru, když skrz ně prochází elektrický proud. Tyto SMD LED a LED LED se staly nezbytnou součástí v různých aplikacích, včetně dálkových kontrol, bezpečnostních systémů, komunikačních zařízení a technologie nočního vidění. Podrobně řekneme definici, složení, pracovní princip, charakteristiky a aplikace infračervených LED.

Definice diodů emitujících infračervené světlo (LED). Infračervená LED je typ diody emitující světla, která vydává světlo v infračervené oblasti elektromagnetického spektra. Infračervené spektrum se obvykle pohybuje od přibližně 700 nanometrů (nm) do 1 milimetru (mm) ve vlnové délce, za červeným koncem viditelného spektra. Infračervené LED diody jsou speciálně navrženy tak, aby emitovaly světlo v tomto rozsahu, což je činí neviditelnými pouhým okem, ale detekovatelné pomocí infračervených senzorů a kamer.

Složení infračervených LED

Infračervené LED diody (to zahrnuje 940nm LED, 850nm LED, 730nm LED, 1050nm LED, 1550nm LED ect.), Jsou obvykle složeny z polovodičových materiálů, které emitují světlo, když je proud protéká. Nejčastěji používané polovodičové materiály v infračervených LED jsou gallium arsenid (GaAS), gallium arsenid fosfid (GAASP) a arzenid hliníku Gallium (Gaalas). Tyto materiály jsou vybírány pro jejich schopnost emitovat světlo v infračerveném spektru a jejich kompatibilitu s výrobními procesy LED. Nejzákladnější struktura zahrnuje polovodičovou vrstvu typu N a polovodičovou vrstvu typu p, oddělenou křižovatkou známou jako aktivní oblast. Když je napříč PN křižovatkou aplikováno dopředné napětí, elektrony a otvory se rekombinují v aktivní oblasti a uvolňují energii ve formě fotonů. Energie těchto fotonů odpovídá vlnové délce emitovaného světla, které v případě infračervených LED klesá do infračerveného spektra.

Pracovní princip infračervených LED

Pracovní princip infračervené LED je založen na jevu elektroluminiscence, kde dochází k emisi světla v důsledku rekombinace nosičů náboje (elektrony a otvory) v polovodičovém materiálu. Když je na křižovatce LED aplikováno dopředné zkreslení napětí, elektrony z oblasti typu N a otvorů z oblasti typu p se injikují do aktivní oblasti. V aktivní oblasti se elektrony rekombinují s otvory a uvolňují energii v forma fotonů. Energetická pásmo polovodičového materiálu určuje vlnovou délku emitovaného světla. V případě infračervených LED je bandgap navržen tak, aby emitoval světlo v infračerveném spektru, které je pro lidské oko neviditelné, ale může být detekována infračervenými senzory a kamerami.

Charakteristiky infračervených LED

Infračervené LED diody vykazují několik charakteristik, díky nimž jsou vhodné pro širokou škálu aplikací. Mezi klíčové charakteristiky infračervených LED patří: 1. Rozsah vlnových délek: Infračervené LED diody vydávají světlo v infračerveném spektru, obvykle v rozmezí od 700 nanometrů do 1 milimetr v vlnové délce. Specifická vlnová délka emitovaná infračervenou LED závisí na polovodičovém materiálu použitém při jeho konstrukci.2. Účinnost: Infračervené LED diody jsou vysoce efektivní při přeměně elektrické energie na energii světla. Tato účinnost je zásadní pro aplikace, kde je spotřeba energie problémem, například v přenosných zařízeních nebo systémech ovládaných bateriemi.3. Životnost: Infračervené LED diody mají dlouhou životnost, obvykle se pohybují od 50 000 do 100 000 hodin nepřetržitého provozu. Tato dlouhověkost je činí ideálními pro aplikace, kde je údržba nebo výměna obtížná nebo nákladná.4. Okamžitá provoz: Infračervené LED diody mají rychlou dobu odezvy, což znamená, že se mohou téměř okamžitě zapnout a vypnout. Tato charakteristika je nezbytná pro aplikace, které vyžadují rychlou modulaci nebo přepínání světelného zdroje.5. Směrnost: Infračervené LED diody vydávají světlo ve směrovém paprsku, díky čemuž je vhodné pro aplikace, kde je vyžadováno přesné cílení světelného zdroje. Tento směrový výstup může být dále vylepšen pomocí optických čoček nebo reflektorů.

Aplikace infračervených LED

Infračervené LED diody nacházejí rozšířené použití v různých aplikacích napříč různými průmyslovými odvětvími. Mezi klíčové aplikace infračervených LED patří: 1. Dálkové kontroly: Infračervené LED diody se běžně používají v zařízeních dálkového ovládání pro televizory, klimatizace a další elektronické spotřebiče. Infračervené světlo emitované LED je vyzvednuto senzorem v přijímajícím zařízení, což umožňuje bezdrátovou komunikaci a ovládání.2. Bezpečnostní systémy: Infračervené LED diody jsou nedílnou součástí bezpečnostních systémů, jako jsou sledovací kamery a senzory pohybu. Infračervené světlo je pro lidské oko neviditelné, ale mohou být detekovány kamerami vybavené infračerveným senzory, což umožňuje možnosti nočního vidění.3. Komunikační zařízení: Infračervené LED diody se používají v optických komunikačních systémech pro bezdrátové přenosy dat na krátké vzdálenosti. Infračervené světlo může nést datové signály, které jsou imunní vůči interferenci z rádiových frekvenčních signálů, takže je vhodné pro zabezpečené komunikační aplikace.4. Automobilové aplikace: Infračervené LED diody se stále častěji používají v automobilových aplikacích, jako jsou senzory blízkosti, brzdová světla a vnitřní osvětlení. Infračervené senzory mohou detekovat objekty v okolí vozidla a pomáhat při systémech asistence parkování.5. Zdravotnictví: Infračervené LED diody se používají ve zdravotnických prostředcích pro aplikace, jako je fototerapie, monitorování nasycení kyslíkem v krvi a tepelné zobrazování. Schopnost infračerveného světla proniknout do tkání činí cennou pro neinvazivní lékařské postupy.6. Průmyslová automatizace: Infračervené LED diody se používají v průmyslových automatizačních systémech pro úkoly, jako je detekce objektů, snímání polohy a skenování čárových kódů. Spolehlivost a rychlost infračervených senzorů jsou vhodnými pro výrobní a logistické aplikace.

Závěr

Infračervené diody emitující světlo (LED) jsou polovodičová zařízení, která emitují světlo v infračerveném spektru, což je činí cenné pro širokou škálu aplikací vyžadujících neviditelné zdroje světla. Složení, pracovní princip, charakteristiky a aplikace infračervených LED diody z nich činí všestrannou a základní složku v různých průmyslových odvětvích, včetně elektroniky, komunikace, automobilového průmyslu, zdravotní péče a zabezpečení. Jak technologie pokračuje v postupu, poptávka po efektivních a spolehlivých zdrojích světla nadále postupuje Očekává se, že infračervené LED poroste. Pochopením základních principů a aplikací infračervených LED LED mohou inženýři a vědci nadále inovovat a vyvíjet nové technologie, které využívají jedinečné vlastnosti infračerveného světla pro různé aplikace.