Introducerea diodelor cu emisie de lumină infraroșie

Introducerea diodelor cu emisie de lumină infraroșie

Diodele care emit de lumină infraroșie (LED-uri și, de asemenea, o numim ca LED IR) sunt dispozitive semiconductoare care emit lumină în spectrul infraroșu atunci când un curent electric trece prin ele. Aceste LED -uri SMD și DIP LED -uri au devenit o componentă esențială în diferite aplicații, inclusiv telecomenzi, sisteme de securitate, dispozitive de comunicare și tehnologie de viziune nocturnă. Vom spune în detaliu definiția, compoziția, principiul de lucru, caracteristicile și aplicațiile LED -urilor cu infraroșu.

Definiția diodelor cu emisii de lumină infraroșie (LED-uri). Un LED cu infraroșu este un tip de diodă care emite lumină care emite lumină în regiunea infraroșu a spectrului electromagnetic. Spectrul infraroșu variază de obicei de la aproximativ 700 de nanometri (nm) la 1 milimetru (mm) în lungime de undă, dincolo de capătul roșu al spectrului vizibil. LED -urile cu infraroșu sunt concepute special pentru a emite lumină în acest interval, ceea ce le face invizibile cu ochiul liber, dar detectabili de senzori și camere infraroșii.

Compoziția LED -urilor cu infraroșu

LED -urile cu infraroșu (aceasta includ LED -ul de 940nm, LED -ul de 850 nm, LED -ul de 730nm, LED -ul de 1050 nm, ECT de 1550 nm.) Sunt de obicei compuse din materiale semiconductoare care emit lumină atunci când curentul curge prin ele. Cele mai utilizate materiale semiconductoare în LED -urile cu infraroșu sunt arsenida de galiu (GAAS), fosfura de arsenidă de galiu (GAASP) și arsenida de aluminiu de galiu (Gaalas). Aceste materiale sunt alese pentru capacitatea lor de a emite lumină în spectrul infraroșu și compatibilitatea lor cu procesele de fabricație ale LED -urilor. Structura unui LED cu infraroșu constă din mai multe straturi de materiale semiconductoare. Cea mai de bază structură include un strat semiconductor de tip N și un strat semiconductor de tip p, separat de o joncțiune cunoscută sub numele de regiunea activă. Când o tensiune înainte este aplicată pe joncțiunea PN, electronii și găurile se recombină în regiunea activă, eliberând energie sub formă de fotoni. Energia acestor fotoni corespunde lungimii de undă a luminii emise, care în cazul LED -urilor infraroșii se încadrează în spectrul infraroșu.

Principiul de lucru al LED -urilor cu infraroșu

Principiul de lucru al unui LED cu infraroșu se bazează pe fenomenul electroluminescenței, unde emisia de lumină are loc ca urmare a recombinării transportatorilor de încărcare (electroni și găuri) într -un material semiconductor. Când o tensiune de prejudecată înainte este aplicată pe joncțiunea PN a LED-ului, electronii din regiunea de tip N și găurile din regiunea de tip P sunt injectați în regiunea activă. În regiunea activă, electronii se recombină cu găuri, eliberând energie în Forma de fotoni. Bandgap -ul energetic al materialului semiconductor determină lungimea de undă a luminii emise. În cazul LED -urilor cu infraroșu, BandGAP este proiectat să emită lumină în spectrul infraroșu, care este invizibil pentru ochiul uman, dar poate fi detectat de senzori și camere infraroșii.

Caracteristicile LED -urilor cu infraroșu

LED -urile cu infraroșu prezintă mai multe caracteristici care le fac potrivite pentru o gamă largă de aplicații. Unele dintre caracteristicile cheie ale LED -urilor cu infraroșu includ: 1. Interval de lungime de undă: LED -urile cu infraroșu emit lumină în spectrul infraroșu, de obicei variind de la 700 de nanometri la 1 milimetru în lungime de undă. Lungimea de undă specifică emisă de un LED infraroșu depinde de materialul semiconductor utilizat în construcția sa.2. Eficiență: LED -urile cu infraroșu sunt extrem de eficiente în transformarea energiei electrice în energie ușoară. Această eficiență este crucială pentru aplicațiile în care consumul de energie este o preocupare, cum ar fi în dispozitive portabile sau sisteme operate de baterii.3. Durata de viață: LED -urile cu infraroșu au o durată de viață lungă, de obicei variind de la 50.000 la 100.000 de ore de funcționare continuă. Această longevitate le face ideale pentru aplicații în care întreținerea sau înlocuirea este dificilă sau costisitoare.4. Funcționare instantanee: LED -urile cu infraroșu au un timp de răspuns rapid, ceea ce înseamnă că pot porni și opri aproape instantaneu. Această caracteristică este esențială pentru aplicațiile care necesită modulare rapidă sau comutare a sursei de lumină.5. Direcționalitatea: LED -urile cu infraroșu emit lumină într -un fascicul direcțional, ceea ce le face adecvate pentru aplicații în care este necesară o direcționare precisă a sursei de lumină. Această ieșire direcțională poate fi îmbunătățită în continuare cu utilizarea lentilelor optice sau a reflectoarelor.

Aplicații de LED -uri cu infraroșu

LED -urile cu infraroșu găsesc o utilizare pe scară largă în diferite aplicații din diferite industrii. Unele dintre aplicațiile cheie ale LED -urilor cu infraroșu includ: 1. Controale de la distanță: LED -urile cu infraroșu sunt utilizate în mod obișnuit în dispozitivele de control la distanță pentru televizoare, aer condiționat și alte aparate electronice. Lumina infraroșie emisă de LED este preluată de un senzor din dispozitivul de recepție, permițând comunicarea și controlul fără fir.2. Sisteme de securitate: LED -urile cu infraroșu sunt o parte integrantă a sistemelor de securitate, cum ar fi camerele de supraveghere și senzorii de mișcare. Lumina infraroșie este invizibilă pentru ochiul uman, dar poate fi detectată de camere echipate cu senzori infraroșii, permițând capacitățile de viziune nocturnă.3. Dispozitive de comunicare: LED -urile cu infraroșu sunt utilizate în sistemele de comunicare optică pentru transmiterea datelor fără fir pe distanțe scurte. Lumina infraroșie poate transporta semnale de date care sunt imune la interferențele din semnalele de frecvență radio, ceea ce o face adecvată pentru aplicații de comunicare sigure.4. Aplicații auto: LED -urile cu infraroșu sunt din ce în ce mai utilizate în aplicații auto, cum ar fi senzori de proximitate, lumini de frână și iluminare interioară. Senzorii infraroșii pot detecta obiecte în împrejurimile vehiculului și pot ajuta la sistemele de asistență pentru parcare.5. Dispozitive medicale: LED -urile cu infraroșu sunt utilizate în dispozitive medicale pentru aplicații precum fototerapia, monitorizarea saturației de oxigen din sânge și imagistica termică. Capacitatea luminii infraroșii de a pătrunde țesuturile o face valoroasă pentru procedurile medicale non-invazive.6. Automatizare industrială: LED -urile cu infraroșu sunt utilizate în sisteme de automatizare industrială pentru sarcini precum detectarea obiectelor, detectarea poziției și scanarea codurilor de bare. Fiabilitatea și viteza senzorilor infraroșii le fac bine potrivite pentru aplicațiile de fabricație și logistică.

Concluzie

Diodele cu emisie de lumină infraroșie (LED-uri) sunt dispozitive semiconductoare care emit lumină în spectrul infraroșu, ceea ce le face valoroase pentru o gamă largă de aplicații care necesită surse de lumină invizibile. Compoziția, principiul de lucru, caracteristicile și aplicațiile LED -urilor cu infraroșu le fac o componentă versatilă și esențială în diferite industrii, inclusiv electronice, comunicații, automobile, asistență medicală și securitate. La fel ca LED -urile cu infraroșu să crească. Înțelegând principiile și aplicațiile fundamentale ale LED -urilor cu infraroșu, inginerii și cercetătorii pot continua să inoveze și să dezvolte noi tehnologii care să utilizeze proprietățile unice ale luminii infraroșii pentru aplicații diverse.