Infrapunavalgust kiirgavate dioodide kasutuselevõtt

Infrapunavalgust kiirgavate dioodide kasutuselevõtt

Infrapunavalgust kiirgavad dioodid (LED-id ja me nimetame seda ka IR LED-na) on pooljuhtide seadmed, mis eraldavad infrapunaspektris valgust, kui elektrivool neist läbib. Need SMD LED ja DIP LED on muutunud oluliseks komponendiks erinevates rakendustes, sealhulgas kaugjuhtimispuldid, turvasüsteemid, kommunikatsiooniseadmed ja öine nägemise tehnoloogia. Me ütleme üksikasjalikult infrapuna -LED -ide määratlust, kompositsiooni, tööpõhimõtet, omadusi ja rakendusi.

Infrapuna valgust kiirgavate dioodide (LED-i) määratlus. Infrapuna-LED on teatud tüüpi valgust kiirgav dioodi, mis kiirgab valgust elektromagnetilise spektri infrapunapiirkonnas. Infrapunaspekter ulatub tavaliselt umbes 700 nanomeetrist (NM) kuni 1 millimeetri (mm) lainepikkuses, mis ületab nähtava spektri punast otsa. Infrapuna -LED -id on spetsiaalselt loodud selles vahemikus valguse eraldamiseks, muutes need palja silmaga nähtamatuks, kuid infrapunaandurite ja kaamerate abil tuvastama.

Infrapunadioodide koosseis

Infrapuna -LED -id (see hõlmab 940nm LED, 850NM LED, 730NM LED, 1050NM LED, 1550NM LED.) Koosneb tavaliselt pooljuhtmaterjalidest, mis kiirgavad valgust, kui voolu voolab läbi nende. Infrapuna LED -is kõige sagedamini kasutatavad pooljuhtide materjalid on galliumraseniid (GaAs), galliumraseniidfosfiid (GaasP) ja galliumvalumiinium arseniid (Gaalad). Need materjalid valitakse nende võime tõttu valgustada infrapunaspektris ja nende ühilduvust LED -i tootmisprotsessidega. Infrapuna -LED -i struktuur koosneb mitmest pooljuhtide materjali kihist. Kõige põhilisem struktuur hõlmab N-tüüpi pooljuhtide kihti ja p-tüüpi pooljuhtide kihti, mis on eraldatud aktiivse piirkonnana tuntud ristmik. Kui PN ristmikul rakendatakse edasisi pinge, rekombineerivad aktiivses piirkonnas elektronid ja augud, vabastades energia footonite kujul. Nende footonite energia vastab kiirgava valguse lainepikkusele, mis infrapuna LED -de puhul jääb infrapunaspektri alla.

Infrapunadioodide tööpõhimõte

Infrapuna -LED -i tööpõhimõte põhineb elektroluminestsentsi nähtusel, kus valguse emissioon toimub laengukandjate (elektronide ja augude) rekombinatsiooni tagajärjel pooljuhtmaterjalis. Kui LED-i PN ristmikule rakendatakse edasisi kallutatava pinge, süstitakse aktiivsesse piirkonda N-tüüpi piirkonna elektronid ja P-tüüpi piirkonna augud. Aktiivses piirkonnas rekombineerivad elektronid aukudega, vabastades energiat energias footonite vorm. Pooljuhtmaterjali energiaribaga määrab kiirgava valguse lainepikkuse. Infrapunade LED -ide puhul on ribalapp kavandatud valguse eraldamiseks infrapunaspektris, mis on inimsilmale nähtamatu, kuid mida saab tuvastada infrapunaandurite ja kaamerate abil.

Infrapunade LED -de omadused

Infrapunade LED -idel on mitmeid omadusi, mis muudavad need sobivaks mitmesuguste rakenduste jaoks. Mõned infrapuna LED -i peamised omadused hõlmavad: 1. Lainepikkuse vahemik: infrapuna LED -id kiirgavad valgust infrapunaspektris, tavaliselt vahemikus 700 nanomeetrit kuni 1 millimeetrini lainepikkuses. Infrapuna LED -i eraldatud spetsiifiline lainepikkus sõltub selle ehituses kasutatavast pooljuhtmaterjalist.2. Tõhusus: infrapuna LED -id on elektrienergia muutmisel valgusenergiaks väga tõhusad. See tõhusus on ülioluline rakenduste jaoks, kus energiatarve on murettekitav, näiteks kaasaskantavates seadmetes või akuga töötavates süsteemides.3. Eluiga: infrapunadioodidel on pikk eluiga, tavaliselt vahemikus 50 000–100 000 tundi pidevat tööt. See pikaealisus muudab need ideaalseks rakendusteks, kus hooldus või asendamine on keeruline või kulukas.4. Hetkeoperatsioon: infrapunadioodidel on kiire reageerimise aeg, mis tähendab, et nad saavad peaaegu hetkega sisse ja välja lülitada. See omadus on hädavajalik rakenduste jaoks, mis nõuavad valgusallika kiiret moduleerimist või lülitamist.5. Suund: infrapunadioodid kiirgavad valgust suunas, muutes need sobivaks rakendusteks, kus on vaja valgusallika täpset sihtimist. Seda suuna väljundit saab optiliste läätsede või reflektorite kasutamisega veelgi suurendada.

Infrapunade LED -de rakendused

Infrapunade LED -id leiavad laialt levinud kasutamist erinevates rakendustes erinevates tööstusharudes. Mõned infrapuna LED -i peamised rakendused hõlmavad: 1. Kaugkontroll: infrapuna -LED -e kasutatakse tavaliselt telerite, kliimaseadmete ja muude elektrooniliste seadmete kaugjuhtimisseadmetes. LED -i kiirgava infrapunavalguse korjab vastuvõtvas seadmes andur, mis võimaldab traadita suhtlemist ja juhtimist.2. Turvasüsteemid: infrapuna LED -id on turvasüsteemide lahutamatu osa, näiteks valvekaamerad ja liikumisandurid. Infrapunavalgus on inimsilmale nähtamatu, kuid neid saab tuvastada infrapunaanduritega varustatud kaamerate abil, mis võimaldavad öiseid nägemisvõimalusi.3. Kommunikatsiooniseadmed: Infrapuna -LED -e kasutatakse optilistes sidesüsteemides andmete juhtmevabalt lühikese vahemaa tagant. Infrapunavalgus võib kanda andmesignaale, mis on raadiosagedussignaalide sekkumise suhtes immuunsed, muutes selle sobivaks turvaliseks suhtlusrakenduseks.4. Autotööstusrakendused: Infrapuna -LED -i kasutatakse üha enam autorakendustes, näiteks lähedusandurid, pidurituled ja sisevalgustus. Infrapunaandurid suudavad tuvastada sõiduki ümbruse objekte ja aidata parkimisabi süsteemides.5. Meditsiiniseadmed: Infrapuna -LED -id kasutatakse meditsiiniseadmetes sellisteks rakendusteks nagu fototeraapia, vere hapniku küllastuse jälgimine ja termiline pildistamine. Infrapunavalguse võime tungida kudedesse muudab selle mitteinvasiivsete meditsiiniliste protseduuride jaoks väärtuslikuks.6. Tööstusautomaatika: Infrapuna -LED -e kasutatakse tööstusautomaatikasüsteemides selliste ülesannete jaoks nagu objektide tuvastamine, positsiooni tuvastamine ja vöötkoodi skaneerimine. Infrapunaandurite töökindlus ja kiirus muudavad need tootmis- ja logistikarakenduste jaoks hästi sobivaks.

Järeldus

Infrapunavalgust kiirgavad dioodid (LED-id) on pooljuhtide seadmed, mis kiirgavad infrapunaspektris valgust, muutes need väärtuslikuks paljude rakenduste jaoks, mis vajavad nähtamatuid valgusallikaid. Infrapunade LED -ide kompositsioon, tööpõhimõte, omadused ja rakendused muudavad need erinevates tööstusharudes mitmekülgseks ja oluliseks komponendiks, sealhulgas elektroonika, kommunikatsioon, autotööstus, tervishoid ja turvalisus. Kui tehnoloogia edeneb jätkuvalt, on vaja tõhusate ja usaldusväärsete kergete allikate nõudlust Nagu infrapunavaldkonnad, kasvab eeldatavasti. Mõistes infrapunajutu LED -ide põhiprintsiipe ja rakendusi, saavad insenerid ja teadlased jätkata uuendusi ja arendada uusi tehnoloogiaid, mis kasutavad infrapunavalguse ainulaadseid omadusi mitmekesiste rakenduste jaoks.