Въвеждането на инфрачервени светлинни диоди

Въвеждането на инфрачервени светлинни диоди

Инфрачервените светлинни диоди (светодиоди, а също така го наричаме IR LED) са полупроводникови устройства, които излъчват светлина в инфрачервения спектър, когато електрически ток преминава през тях. Тези SMD LED и DIP светодиоди се превърнаха в съществен компонент в различни приложения, включително дистанционно управление, системи за сигурност, комуникационни устройства и технология за нощно виждане. Ще кажем подробно определението, състава, принципа на работа, характеристиките и приложенията на инфрачервените светодиоди.

Определение на инфрачервените светлинни диоди (светодиоди). Инфрачервеният светодиод е вид светлинен диод, който излъчва светлина в инфрачервената област на електромагнитния спектър. Инфрачервеният спектър обикновено варира от около 700 нанометра (nm) до 1 милиметър (mm) в дължина на вълната, извън червения край на видимия спектър. Инфрачервените светодиоди са специално проектирани да излъчват светлина в този диапазон, което ги прави невидими за просто око, но се откриват от инфрачервени сензори и камери.

Състав на инфрачервени светодиоди

Инфрачервените светодиоди (това включват LED 940NM, 850NM LED, 730NM LED, 1050nm LED, 1550nm LED ECT.) Обикновено са съставени от полупроводникови материали, които излъчват светлина, когато токът преминава през тях. Най -често използваните полупроводникови материали в инфрачервените светодиоди са галиев арсенид (GAAS), галиев арсенид фосфид (GAASP) и галиев алуминиев арсенид (Gaalas). Тези материали са избрани за способността си да излъчват светлина в инфрачервения спектър и съвместимостта им с производствените процеси на светодиоди. Структурата на инфрачервен светодиод се състои от няколко слоя полупроводникови материали. Най-основната структура включва N-тип полупроводников слой и полупроводников слой от P-тип, разделен от кръстовище, известен като активен регион. Когато напрежението се прилага през PN възел, електрони и дупки рекомбинират в активния регион, отделяйки енергия под формата на фотони. Енергията на тези фотони съответства на дължината на вълната на излъчената светлина, която в случай на инфрачервени светодиоди попада в инфрачервения спектър.

Принцип на работа на инфрачервените светодиоди

Принципът на работа на инфрачервен светодиод се основава на явлението електролуминесценция, където излъчването на светлина се случва в резултат на рекомбинацията на носителя на заряда (електрони и дупки) в полупроводников материал. Когато напрежението на отклонение се прилага към PN кръстовището на светодиода, електроните от N-тип областта и дупките от P-тип областта се инжектират в активния регион. В активния регион електроните се рекомбинират с дупки, освобождавайки енергия в формата на фотоните. Енергийната лента на полупроводниковия материал определя дължината на вълната на излъчената светлина. В случай на инфрачервени светодиоди, лентата е проектирана да излъчва светлина в инфрачервения спектър, който е невидим за човешкото око, но може да бъде открит от инфрачервени сензори и камери.

Характеристики на инфрачервените светодиоди

Инфрачервените светодиоди проявяват няколко характеристики, които ги правят подходящи за широк спектър от приложения. Някои от ключовите характеристики на инфрачервените светодиоди включват: 1. Обхват на дължината на вълната: Инфрачервените светодиоди излъчват светлина в инфрачервения спектър, обикновено вариращи от 700 нанометра до 1 милиметър в дължина на вълната. Специфичната дължина на вълната, излъчвана от инфрачервен светодиод, зависи от полупроводниковия материал, използван при конструкцията му.2. Ефективност: Инфрачервените светодиоди са високоефективни при превръщането на електрическата енергия в светлинна енергия. Тази ефективност е от решаващо значение за приложенията, при които консумацията на енергия е проблем, например в преносими устройства или системи, управлявани от батерии.3. LIFESPAN: Инфрачервените светодиоди имат дълъг живот, обикновено вариращи от 50 000 до 100 000 часа непрекъсната работа. Това дълголетие ги прави идеални за приложения, при които поддръжката или подмяната са трудни или скъпи.4. Незабавна работа: Инфрачервените светодиоди имат бързо време за реакция, което означава, че те могат да се включват и изключват почти мигновено. Тази характеристика е от съществено значение за приложения, които изискват бързо модулация или превключване на източника на светлина.5. Посока: Инфрачервените светодиоди излъчват светлина в насочен лъч, което ги прави подходящи за приложения, при които е необходимо прецизно насочване на източника на светлина. Този насочен изход може да бъде допълнително подобрен с използването на оптични лещи или отражатели.

Приложения на инфрачервени светодиоди

Инфрачервените светодиоди намират широко използване в различни приложения в различни индустрии. Някои от ключовите приложения на инфрачервените светодиоди включват: 1. Дистанционно управление: Инфрачервените светодиоди обикновено се използват в устройства за дистанционно управление за телевизори, климатици и други електронни уреди. Инфрачервената светлина, излъчвана от светодиода, се събира от сензор в приемащото устройство, което позволява безжична комуникация и управление.2. Системи за сигурност: Инфрачервените светодиоди са неразделна част от системите за сигурност, като камери за наблюдение и сензори за движение. Инфрачервената светлина е невидима за човешкото око, но може да бъде открита от камери, оборудвани с инфрачервени сензори, което позволява възможности за нощно виждане.3. Комуникационни устройства: Инфрачервените светодиоди се използват в оптични комуникационни системи за предаване на данни безжично на къси разстояния. Инфрачервената светлина може да носи сигнали за данни, които са имунизирани срещу смущения от радиочестотни сигнали, което я прави подходящ за сигурни комуникационни приложения.4. Автомобилни приложения: Инфрачервените светодиоди се използват все повече в автомобилни приложения, като сензори за близост, спирачни светлини и вътрешно осветление. Инфрачервените сензори могат да открият предмети в обкръжението на автомобила и да помогнат в системите за подпомагане на паркирането.5. Медицински изделия: Инфрачервените светодиоди се използват в медицински изделия за приложения като фототерапия, мониторинг на насищане в кръвта и термично изображение. Способността на инфрачервената светлина да прониква в тъканите го прави ценна за неинвазивни медицински процедури.6. Индустриална автоматизация: Инфрачервените светодиоди се използват в системите за индустриална автоматизация за задачи като откриване на обекти, сензиране на позицията и сканиране на баркод. Надеждността и скоростта на инфрачервените сензори ги правят подходящи за производствени и логистични приложения.

Заключение

Инфрачервените светлинни диоди (светодиоди) са полупроводникови устройства, които излъчват светлина в инфрачервения спектър, което ги прави ценни за широк спектър от приложения, изискващи невидими източници на светлина. Съставът, принципът на работа, характеристиките и приложенията на инфрачервените светодиоди ги правят универсален и основен компонент в различни индустрии, включително електроника, комуникации, автомобили, здравеопазване и сигурност. Технологията продължава да напредва, търсенето на ефективни и надеждни източници на светлина източници Подобно на инфрачервените светодиоди се очаква да растат. Разбирайки основните принципи и приложения на инфрачервените светодиоди, инженерите и изследователите могат да продължат да иноватират и разработват нови технологии, които използват уникалните свойства на инфрачервената светлина за различни приложения.