Indførelsen af ​​infrarøde lysemitterende dioder

Indførelsen af ​​infrarøde lysemitterende dioder

Infrarøde lysemitterende dioder (LED'er, og vi navngiver det også som IR-LED) er halvlederenheder, der udsender lys i det infrarøde spektrum, når en elektrisk strøm passerer gennem dem. Disse SMD -LED- og DIP -LED er blevet en vigtig komponent i forskellige applikationer, herunder fjernbetjeninger, sikkerhedssystemer, kommunikationsenheder og nattsynsteknologi. Vi vil fortælle definitionen, sammensætningen, arbejdsprincippet, egenskaber og anvendelser af infrarøde LED'er i detaljer.

Definition af infrarøde lysemitterende dioder (LED'er). En infrarød LED er en type lysemitterende diode, der udsender lys i den infrarøde region af det elektromagnetiske spektrum. Det infrarøde spektrum varierer typisk fra omkring 700 nanometer (NM) til 1 millimeter (mm) i bølgelængde ud over den røde ende af det synlige spektrum. Infrarøde LED'er er specifikt designet til at udsende lys i dette interval, hvilket gør dem usynlige for det blotte øje, men påvises af infrarøde sensorer og kameraer.

Sammensætning af infrarøde LED'er

Infrarøde LED'er (dette inkluderer 940nm LED, 850NM LED, 730NM LED, 1050NM LED, 1550NM LED ECT.) Sætter typisk af halvledermaterialer, der udsender lys, når strømmen strømmer gennem dem. De mest almindeligt anvendte halvledermaterialer i infrarøde LED'er er galliumarsenid (GAAS), galliumarsenidphosphid (GAASP) og galliumaluminiumarsenid (GAALAS). Disse materialer er valgt for deres evne til at udsende lys i det infrarøde spektrum og deres kompatibilitet med fremstillingsprocesserne for LEDS.Drukturen af ​​en infrarød LED består af flere lag af halvledermaterialer. Den mest basale struktur inkluderer et halvlederlag af N-type og et halvlederlag af P-type, adskilt af et kryds kendt som den aktive region. Når en fremadspænding påføres på tværs af PN -krydset, rekombineres elektroner og huller i den aktive region, hvilket frigiver energi i form af fotoner. Energien af ​​disse fotoner svarer til bølgelængden af ​​det udsendte lys, som i tilfælde af infrarøde LED'er falder inden for det infrarøde spektrum.

Arbejdsprincip for infrarøde LED'er

Arbejdsprincippet for en infrarød LED er baseret på fænomenet elektroluminescens, hvor emissionen af ​​lys forekommer som et resultat af rekombination af ladningsbærere (elektroner og huller) i et halvledermateriale. Når en fremadrettet forspændingsspænding påføres PN-krydset mellem LED, injiceres elektroner fra N-typen og huller fra P-typen region Formen af ​​fotoner. Energibåndgap af halvledermaterialet bestemmer bølgelængden af ​​det udsendte lys. I tilfælde af infrarøde LED'er er bandgap designet til at udsende lys i det infrarøde spektrum, som er usynligt for det menneskelige øje, men kan detekteres af infrarøde sensorer og kameraer.

Karakteristika for infrarøde LED'er

Infrarøde LED'er udviser flere egenskaber, der gør dem velegnet til en lang række applikationer. Nogle af de vigtigste egenskaber ved infrarøde LED'er inkluderer: 1. Bølgelængdeområde: Infrarøde LED'er udsender lys i det infrarøde spektrum, typisk spænder fra 700 nanometer til 1 millimeter i bølgelængde. Den specifikke bølgelængde, der udsendes af en infrarød LED, afhænger af halvledermaterialet, der bruges i dens konstruktion.2. Effektivitet: Infrarøde LED'er er yderst effektive til at konvertere elektrisk energi til lysenergi. Denne effektivitet er afgørende for applikationer, hvor strømforbruget er et problem, såsom i bærbare enheder eller batteridrevne systemer.3. Levetid: Infrarøde LED'er har en lang levetid, der typisk spænder fra 50.000 til 100.000 timers kontinuerlig drift. Denne levetid gør dem ideelle til applikationer, hvor vedligeholdelse eller udskiftning er vanskelig eller kostbar.4. Øjeblikkelig drift: Infrarøde LED'er har en hurtig responstid, hvilket betyder, at de kan tænde og slukke næsten øjeblikkeligt. Denne egenskab er vigtig for applikationer, der kræver hurtig modulation eller skift af lyskilden.5. Retning: Infrarøde lysdioder udsender lys i en retningsbestand, hvilket gør dem velegnede til applikationer, hvor der kræves præcis målretning af lyskilden. Denne retningsbestemte output kan forbedres yderligere ved anvendelse af optiske linser eller reflektorer.

Anvendelser af infrarøde LED'er

Infrarøde LED'er finder udbredt anvendelse i forskellige applikationer på tværs af forskellige brancher. Nogle af de vigtigste applikationer af infrarøde LED'er inkluderer: 1. Fjernbetjeninger: Infrarøde LED'er bruges ofte i fjernbetjeningsenheder til tv, klimaanlæg og andre elektroniske apparater. Det infrarøde lys, der udsendes af LED, hentes af en sensor i den modtagende enhed, hvilket giver mulighed for trådløs kommunikation og kontrol.2. Sikkerhedssystemer: Infrarøde LED'er er en integreret del af sikkerhedssystemer, såsom overvågningskameraer og bevægelsessensorer. Infrarødt lys er usynligt for det menneskelige øje, men kan detekteres af kameraer udstyret med infrarøde sensorer, hvilket muliggør nattsynskapaciteter.3. Kommunikationsenheder: Infrarøde LED'er bruges i optiske kommunikationssystemer til transmission af data trådløst over korte afstande. Infrarødt lys kan bære datasignaler, der er immun mod interferens fra radiofrekvenssignaler, hvilket gør det velegnet til sikre kommunikationsapplikationer.4. Automotive applikationer: Infrarøde LED'er bruges i stigende grad i bilapplikationer, såsom nærhedssensorer, bremselys og indvendig belysning. Infrarøde sensorer kan registrere genstande i køretøjets omgivelser og hjælpe med parkeringshjælpsystemer.5. Medicinsk udstyr: Infrarøde LED'er anvendes i medicinsk udstyr til applikationer såsom fototerapi, overvågning af blodoxygenmætning og termisk billeddannelse. Infrarød lysets evne til at trænge ind i væv gør det værdifuldt til ikke-invasive medicinske procedurer.6. Industriel automatisering: Infrarøde LED'er bruges i industrielle automatiseringssystemer til opgaver såsom objektdetektion, positionsfølelse og stregkodescanning. Pålideligheden og hastigheden af ​​infrarøde sensorer gør dem velegnet til fremstillings- og logistikapplikationer.

Konklusion

Infrarøde lysemitterende dioder (LED'er) er halvlederenheder, der udsender lys i det infrarøde spektrum, hvilket gør dem værdifulde til en lang række applikationer, der kræver usynlige lyskilder. Sammensætnings-, arbejdsprincippet, egenskaber og anvendelser af infrarøde LED'er gør dem til en alsidig og væsentlig komponent i forskellige brancher, herunder elektronik, kommunikation, bil-, sundhedsydelser og sikkerhed. Da teknologi fortsætter med at fremme, fortsætter efterspørgslen efter effektive og pålidelige lyskilder Ligesom infrarøde LED'er forventes at vokse. Ved at forstå de grundlæggende principper og anvendelser af infrarøde LED'er, kan ingeniører og forskere fortsætte med at innovere og udvikle nye teknologier, der udnytter de unikke egenskaber ved infrarød lys til forskellige applikationer.