Infrapunavaloa säteilevien diodien käyttöönotto

Infrapunavaloa säteilevien diodien käyttöönotto

Infrapunavaloa säteilevät diodit (LEDit, ja nimitämme sen myös IR-LED: ksi) ovat puolijohdelaitteita, jotka lähettävät valoa infrapunaspektrissä, kun sähkövirta kulkee niiden läpi. Näistä SMD -LED- ja DIP -LED -LEDistä on tullut olennainen osa erilaisissa sovelluksissa, mukaan lukien kaukosäätimet, tietoturvajärjestelmät, viestintälaitteet ja yövisiotekniikka. Kerromme yksityiskohtaisesti infrapuna LEDien määritelmän, koostumuksen, työperiaatteen, ominaisuudet ja sovellukset.

Infrapunavaloa säteilevät diodit (LED). Infrapuna LED on eräänlainen valoa säteilevä diodi, joka säteilee valoa sähkömagneettisen spektrin infrapuna-alueella. Infrapunaspektri vaihtelee tyypillisesti noin 700 nanometristä (NM) 1 millimetriin (mm) aallonpituudella näkyvän spektrin punaisen pään ulkopuolella. Infrapuna LEDit on erityisesti suunniteltu pääsemään valoa tällä alueella, mikä tekee niistä näkymättömiä paljain silmään, mutta infrapuna -anturit ja kamerat voidaan havaita.

Infrapuna LEDien koostumus

Infrapuna LEDit (tähän sisältyy 940 nm: n LED, 850 nm: n LED, 730nm LED, 1050 nm LED, 1550 nm LED ECT.) Koostuu tyypillisesti puolijohdemateriaaleista, jotka säteilevät valoa, kun virta virtaa niiden läpi. Infrapuna -LED -laitteissa yleisimmin käytettyjä puolijohdemateriaaleja ovat gallium arsenidi (GAAS), gallium -arsenidifosfidi (GAASP) ja gallium -alumiini -arsenidi (Gaalas). Nämä materiaalit valitaan niiden kyvystä päästä valoa infrapunaspektrissä, ja niiden yhteensopivuus LED: n valmistusprosessien kanssa. Infrapuna -LED: n rakenne koostuu useista puolijohdemateriaalien kerroksista. Perusrakenne sisältää N-tyypin puolijohdekerroksen ja P-tyypin puolijohdekerroksen, joka on erotettu aktiivisena alueena tunnetulla liitoksella. Kun PN -risteyksen yli levitetään eteenpäin jännite, elektronit ja reikät yhdistyvät aktiivisella alueella vapauttaen energiaa fotonien muodossa. Näiden fotonien energia vastaa emittoitun valon aallonpituutta, mikä infrapuna LED: n tapauksessa kuuluu infrapunaspektrin sisällä.

Infrapuna LED: n työperiaate

Infrapuna -LED: n toimintaperiaate perustuu elektroluminesenssin ilmiöön, jossa valon säteily tapahtuu puolijohdemateriaalissa varauskuljettajien (elektronien ja reikien) yhdistämisen seurauksena. Kun eteenpäin suuntautuva ennakkoluulojännite levitetään LED: n PN-risteykseen, N-tyypin alueen elektronit ja P-tyypin alueen reikät injektoidaan aktiiviselle alueelle. Aktiivisella alueella elektronit yhdistyvät reikillä, vapauttaen energiaa sisään fotonien muoto. Puolijohdemateriaalin energiakaistanpinta määrittää säteilyn valon aallonpituuden. Infrapuna -LEDien tapauksessa kaistanlevy on suunniteltu lähettämään valoa infrapunaspektrissä, joka on ihmisen silmän näkymätön, mutta infrapuna -anturit ja kamerat voivat havaita sen.

Infrapuna LED -ominaisuudet

Infrapuna -LEDit osoittavat useita ominaisuuksia, jotka tekevät niistä sopivia moniin sovelluksiin. Joitakin infrapuna -LEDien tärkeimpiä ominaisuuksia ovat: 1. Aallonpituusalue: Infrapuna LEDit säteilevät valoa infrapunaspektrissä, tyypillisesti 700 nanometriä 1 millimetriin aallonpituudella. Infrapuna LED: n säteilevä spesifinen aallonpituus riippuu sen rakenteessa käytetystä puolijohdemateriaalista.2. Tehokkuus: Infrapuna LEDit ovat erittäin tehokkaita muuttamaan sähköenergiaa kevyeksi energiaksi. Tämä tehokkuus on ratkaisevan tärkeä sovelluksille, joissa virrankulutus on huolenaihe, kuten kannettavissa laitteissa tai akkukäyttöisissä järjestelmissä.3. ELÄMÄ: Infrapuna LEDit ovat pitkä elinikä, tyypillisesti 50 000 - 100 000 tuntia jatkuvaa toimintaa. Tämä pitkäikäisyys tekee niistä ihanteellisia sovelluksiin, joissa ylläpito tai korvaaminen on vaikeaa tai kallista.4. Välitöntä toimintaa: Infrapuna LEDillä on nopea vasteaika, mikä tarkoittaa, että ne voivat käynnistää ja pois päältä heti. Tämä ominaisuus on välttämätön sovelluksille, jotka vaativat valonlähteen nopeaa modulaatiota tai kytkemistä.5. Suuntaus: Infrapuna LEDit säteilevät valoa suuntapalkissa, mikä sopii sovelluksiin, joissa vaaditaan valonlähteen tarkka kohdistaminen. Tätä suuntaulosta voidaan parantaa edelleen optisten linssien tai heijastimien avulla.

Infrapuna LED -sovellukset

Infrapuna LEDit löytävät laajan käytön eri sovelluksissa eri toimialoilla. Joitakin infrapuna LED -sovellusten keskeisiä sovelluksia ovat: 1. Kaukosäätimet: Infrapuna LEDiä käytetään yleisesti televisioiden, ilmastointilaitteiden ja muiden elektronisten laitteiden kaukosäätimissä. LEDin lähettämä infrapunavalo poimii anturilla vastaanottavassa laitteessa, mikä mahdollistaa langattoman viestinnän ja hallinnan.2. Turvajärjestelmät: Infrapuna LEDit ovat olennainen osa turvajärjestelmiä, kuten valvontakameroita ja liiketunnistimia. Infrapunavalo on näkymätön ihmisen silmälle, mutta se voidaan havaita infrapuna -antureilla varustetut kamerat, mikä mahdollistaa yökyvyn ominaisuudet.3. Viestintälaitteet: Infrapuna -LEDiä käytetään optisissa viestintäjärjestelmissä tietojen lähettämiseksi langattomasti lyhyillä etäisyyksillä. Infrapunavalo voi kuljettaa datasignaaleja, jotka ovat immuuneja radiotaajuussignaalien häiriöille, joten se sopii turvallisiin viestintäsovelluksiin.4. Autoteollisuussovellukset: Infrapuna -LEDiä käytetään yhä enemmän autosovelluksissa, kuten läheisyysanturit, jarruvalot ja sisävalaistus. Infrapuna -anturit voivat havaita ajoneuvon ympäristössä olevat esineet ja auttaa pysäköintitukijärjestelmissä.5. Lääketieteelliset laitteet: Infrapuna -LEDiä käytetään lääkinnällisissä laitteissa sovelluksiin, kuten fototerapia, veren hapen kyllästymisen seuranta ja lämpökuvaus. Infrapunavalon kyky tunkeutua kudoksiin tekee siitä arvokkaan ei-invasiivisille lääketieteellisille toimenpiteille.6. Teollisuusautomaatio: Infrapuna -LEDit käytetään teollisuusautomaatiojärjestelmissä tehtävissä, kuten esineiden havaitsemisessa, sijainnin tunnistuksessa ja viivakoodin skannauksessa. Infrapuna-anturien luotettavuus ja nopeus tekevät niistä hyvin sopivia valmistus- ja logistiikkasovelluksiin.

Johtopäätös

Infrapunavaloa säteilevät diodit (LED) ovat puolijohdealaitteita, jotka säteilevät valoa infrapunaspektrissä, mikä tekee niistä arvokkaita monille sovelluksille, jotka vaativat näkymättömiä valonlähteitä. Infrapuna LEDien koostumus, työperiaate, ominaisuudet ja sovellukset tekevät niistä monipuolisen ja olennaisen osan eri aloilla, mukaan lukien elektroniikka, viestintä, autoteollisuus, terveydenhuolto ja turvallisuus. Koska tekniikka jatkaa etenemistä, tehokkaiden ja luotettavien valonlähteiden kysyntä Kuten infrapuna LEDit odotetaan kasvavan. Ymmärtämällä infrapuna -LEDien perustavanlaatuiset periaatteet ja sovellukset insinöörit ja tutkijat voivat jatkaa innovaatioita ja kehittää uusia tekniikoita, jotka hyödyntävät infrapunavalon ainutlaatuisia ominaisuuksia erilaisiin sovelluksiin.