Wprowadzenie diod emitujących światło w podczerwieni

Wprowadzenie diod emitujących światło w podczerwieni

Diody emitujące światło w podczerwieni (diody LED, a my również nazywamy je LED IR) to urządzenia półprzewodników, które emitują światło w widmie podczerwieni, gdy przechodzi przez nie prąd elektryczny. Te LED SMD i LED DID stały się niezbędnym elementem w różnych aplikacjach, w tym zdalnych sterowania, systemach bezpieczeństwa, urządzeń komunikacyjnych i technologii noktowizyjnej. Dokonaj szczegółowo definicji, składu, zasady pracy, charakterystyki i zastosowań diod LED w podczerwieni.

Definicja diod emitujących światło w podczerwieni (diody LED). LED w podczerwieni jest rodzajem diody emitującej światło, która emituje światło w obszarze w podczerwieni spektrum elektromagnetycznego. Widmo podczerwieni zwykle waha się od około 700 nanometrów (nm) do 1 milimetra (mm) w długości fali, poza czerwonym końcem widma widzialnego. LED w podczerwieni są specjalnie zaprojektowane tak, aby emitować światło w tym zakresie, co czyni je niewidocznymi dla nagiego oka, ale wykrywalne przez czujniki podczerwieni i kamery.

Skład diod LED w podczerwieni

LED w podczerwieni (obejmują to dioda LED 940 Nm, dioda LED 850 nm, dioda LED 730 Nm, LED 1050 Nm, Ett 1550 Nm. Najczęściej stosowanymi materiałami półprzewodnikowymi w diodach w podczerwieni są arsenid galu (GAAS), fosfor arsenkowy galu (GAASP) i galus aluminiowy arsenid (Gaalas). Materiały te są wybierane ze względu na ich zdolność do emitowania światła w spektrum podczerwieni i ich kompatybilność z procesami produkcyjnymi LED. Struktura LED w podczerwieni składa się z kilku warstw materiałów półprzewodnikowych. Najbardziej podstawowa struktura obejmuje warstwę półprzewodników typu N i warstwę półprzewodników typu P, oddzielona przez połączenie znane jako region aktywny. Gdy napięcie do przodu jest nakładane przez połączenie PN, elektrony i otwory rekombinują w regionie aktywnym, uwalniając energię w postaci fotonów. Energia tych fotonów odpowiada długości fali emitowanego światła, które w przypadku diod LED w podczerwieni mieści się w widmie podczerwieni.

Zasada pracy LED w podczerwieni

Zasada pracy LED w podczerwieni opiera się na zjawisku elektroluminescencji, w którym emisja światła zachodzi w wyniku rekombinacji nośników ładunku (elektronów i otworów) w materiale półprzewodników. Gdy napięcie odchylenia do przodu jest przyłożone do połączenia PN diody LED, elektrony z regionu typu N i otwory z regionu typu p są wstrzykiwane do regionu aktywnego. W regionie aktywnym elektrony rekombinują z otworami, uwalniając energię w In Wound. forma fotonów. Bandgap energii materiału półprzewodnikowego określa długość fali emitowanego światła. W przypadku diod LED w podczerwieni Bandgap jest zaprojektowany tak, aby emitować światło w spektrum podczerwieni, co jest niewidoczne dla ludzkiego oka, ale można je wykryć za pomocą czujników i kamer podczerwieni.

Charakterystyka diod LED w podczerwieni

LED w podczerwieni wykazują kilka cech, które sprawiają, że są odpowiednie do szerokiej gamy zastosowań. Niektóre z kluczowych cech diod LED w podczerwieni obejmują: 1. Zakres długości fali: LED w podczerwieni emitują światło w widmie podczerwieni, zwykle od 700 nanometrów do 1 milimetra długości fali. Specyficzna długość fali emitowana przez LED w podczerwieni zależy od materiału półprzewodnikowego zastosowanego w jego konstrukcji. Wydajność: LED w podczerwieni są wysoce wydajne w przekształcaniu energii elektrycznej w energię świetlną. Wydajność ta ma kluczowe znaczenie dla zastosowań, w których zużycie energii jest problemem, na przykład w urządzeniach przenośnych lub systemach operowanych baterii 3. Życie: diody LED na podczerwień mają długą żywotność, zwykle od 50 000 do 100 000 godzin ciągłej pracy. Ta długowieczność sprawia, że ​​są idealne do aplikacji, w których konserwacja lub wymiana jest trudna lub kosztowna. Natychmiastowa operacja: LED w podczerwieni mają szybki czas reakcji, co oznacza, że ​​mogą włączyć i wyłączać niemal natychmiast. Ta charakterystyka jest niezbędna dla aplikacji wymagających szybkiej modulacji lub przełączania źródła światła 5. Kierunkowość: LED w podczerwieni emitują światło w wiązce kierunkowej, co czyni je odpowiednimi do zastosowań, w których wymagane jest precyzyjne celowanie w źródło światła. To wyjście kierunkowe można dodatkowo ulepszyć przy użyciu soczewek optycznych lub odbłyśników.

Zastosowania diod LED w podczerwieni

LED w podczerwieni znajdują szeroko rozpowszechnione zastosowanie w różnych aplikacjach w różnych branżach. Niektóre z kluczowych aplikacji diod LED w podczerwieni obejmują: 1. Zdalne sterowanie: LED w podczerwieni są powszechnie używane w urządzeniach zdalnych dla telewizorów, klimatyzatorów i innych urządzeń elektronicznych. Światło podczerwieni emitowane przez diodę LED jest odbierane przez czujnik w urządzeniu odbiorczym, umożliwiając komunikację bezprzewodową i kontrolę 2. Systemy bezpieczeństwa: LED w podczerwieni są integralną częścią systemów bezpieczeństwa, takich jak kamery nadzoru i czujniki ruchu. Światło podczerwieni jest niewidoczne dla ludzkiego oka, ale można je wykryć za pomocą kamer wyposażonych w czujniki podczerwieni, umożliwiając możliwości noktowizyjne. Urządzenia komunikacyjne: LED w podczerwieni są wykorzystywane w systemach komunikacyjnych optycznych do bezprzewodowego przesyłania danych na krótkich odległościach. Światło podczerwieni może przenosić sygnały danych, które są odporne na zakłócenia z sygnałów częstotliwości radiowej, dzięki czemu nadaje się do bezpiecznych aplikacji komunikacyjnych. Aplikacje motoryzacyjne: LED w podczerwieni są coraz częściej używane w aplikacjach motoryzacyjnych, takich jak czujniki zbliżeniowe, światła hamulcowe i oświetlenie wewnętrzne. Czujniki podczerwieni mogą wykrywać obiekty w otoczeniu pojazdu i pomagać w systemach pomocy parkingowej. Urządzenia medyczne: LED w podczerwieni są stosowane w urządzeniach medycznych do zastosowań takich jak fototerapia, monitorowanie nasycenia tlenem krwi i obrazowanie termiczne. Zdolność światła podczerwieni do penetracji tkanek sprawia, że ​​jest cenna dla nieinwazyjnych procedur medycznych 6. Automatyzacja przemysłowa: LED w podczerwieni są wykorzystywane w systemach automatyki przemysłowej do zadań, takich jak wykrywanie obiektów, wykrywanie pozycji i skanowanie kodów kreskowych. Niezawodność i szybkość czujników w podczerwieni sprawiają, że są dobrze odpowiednie do aplikacji produkcyjnych i logistycznych.

Wniosek

Diody emitujące światło w podczerwieni (LED) to urządzenia półprzewodnikowe, które emitują światło w widmie podczerwieni, co czyni je cennymi dla szerokiej gamy aplikacji wymagających niewidzialnych źródeł światła. Kompozycja, zasada pracy, cechy i zastosowania diod LED w podczerwieni sprawiają, że są one wszechstronnym i niezbędnym komponentem w różnych branżach, w tym elektroniki, komunikacji, motoryzacji, opieki zdrowotnej i bezpieczeństwa. Jako technologia nadal rozwija się, zapotrzebowanie na wydajne i niezawodne źródła światła Tak jak oczekuje się, że diody LED w podczerwieni wzrośnie. Rozumiejąc podstawowe zasady i zastosowania diod LED w podczerwieni, inżynierowie i badacze mogą nadal wprowadzać innowacje i opracowywać nowe technologie, które wykorzystują unikalne właściwości światła podczerwieni do różnych zastosowań.