De introductie van infrarood licht emitterende diodes

De introductie van infrarood lichte emitterende diodes

Infrarood lichtemitterende diodes (LED's, en we noemen het ook als IR LED) zijn halfgeleiderapparaten die licht uitzenden in het infraroodspectrum wanneer een elektrische stroom erdoorheen gaat. Deze SMD LED en DIP LED zijn een essentieel onderdeel geworden in verschillende toepassingen, waaronder afstandsbedieningen, beveiligingssystemen, communicatieapparaten en nachtzichttechnologie. We zullen de definitie, samenstelling, werkingsprincipe, kenmerken en toepassingen van infrarood LED's in detail vertellen.

Definitie van infrarood licht-emitterende diodes (LED's). Een infrarood-LED is een type lichtemitterende diode die licht uitzendt in het infraroodgebied van het elektromagnetische spectrum. Het infraroodspectrum varieert meestal van ongeveer 700 nanometer (NM) tot 1 millimeter (mm) in golflengte, voorbij het rode uiteinde van het zichtbare spectrum. Infrarood LED's zijn specifiek ontworpen om licht in dit bereik uit te stoten, waardoor ze onzichtbaar zijn voor het blote oog maar detecteerbaar zijn door infraroodsensoren en camera's.

Samenstelling van infrarood LED's

Infrarood LED's (dit omvat de 940 Nm LED, 850 nm LED, 730 nm LED, 1050 nm LED, 1550 nm LED ECT.) Zijn meestal samengesteld uit halfgeleidermaterialen die licht uitstoten wanneer de stroom erdoorheen stroomt. De meest gebruikte halfgeleidermaterialen in infrarood LED's zijn galliumarsenide (GaAs), galliumarsenidefosfide (Gaasp) en gallium aluminium arsenide (Gaalas). Deze materialen worden gekozen vanwege hun vermogen om licht uit te stoten in het infraroodspectrum en hun compatibiliteit met de productieprocessen van LED's. De structuur van een infrarood LED bestaat uit verschillende lagen halfgeleider -materialen. De meest basisstructuur omvat een N-type halfgeleiderlaag en een P-type halfgeleiderlaag, gescheiden door een kruising bekend als het actieve gebied. Wanneer een voorwaartse spanning wordt toegepast over de PN -junctie, recombineren elektronen en gaten in het actieve gebied, waardoor energie wordt vrijgeeft in de vorm van fotonen. De energie van deze fotonen komt overeen met de golflengte van het uitgezonden licht, dat in het geval van infrarood LED's binnen het infraroodspectrum valt.

Werkprincipe van infrarood LED's

Het werkingsprincipe van een infrarood LED is gebaseerd op het fenomeen van elektroluminescentie, waarbij de emissie van licht optreedt als gevolg van de recombinatie van ladingsdragers (elektronen en gaten) in een halfgeleidermateriaal. Wanneer een voorwaartse biasspanning wordt toegepast op de PN-kruising van de LED, worden elektronen uit het N-type gebied en gaten uit het P-type gebied in het actieve gebied geïnjecteerd. In het actieve gebied recombineren elektronen met gaten, waardoor energie wordt vrijgeeft in energie in de vorm van fotonen. De energiebandgap van het halfgeleidermateriaal bepaalt de golflengte van het uitgezonden licht. In het geval van infrarood LED's is de bandgap ontworpen om licht uit te stoten in het infraroodspectrum, dat onzichtbaar is voor het menselijk oog, maar kan worden gedetecteerd door infraroodsensoren en camera's.

Kenmerken van infrarood LED's

Infrarood LED's vertonen verschillende kenmerken die ze geschikt maken voor een breed scala aan toepassingen. Enkele van de belangrijkste kenmerken van infrarood LED's omvatten: 1. Golflengtebereik: infrarood LED's stoten licht uit in het infraroodspectrum, meestal variërend van 700 nanometer tot 1 millimeter in golflengte. De specifieke golflengte die wordt uitgezonden door een infrarood LED hangt af van het halfgeleidermateriaal dat in zijn constructie wordt gebruikt.2. Efficiëntie: infrarood LED's zijn zeer efficiënt in het omzetten van elektrische energie in lichte energie. Deze efficiëntie is cruciaal voor toepassingen waarbij het stroomverbruik een zorg is, zoals in draagbare apparaten of batterijbewerkte systemen.3. Levensduur: infrarood LED's hebben een lange levensduur, meestal variërend van 50.000 tot 100.000 uur continue werking. Deze levensduur maakt ze ideaal voor toepassingen waar onderhoud of vervanging moeilijk of kostbaar is.4. Onmiddellijke werking: infrarood LED's hebben een snelle responstijd, wat betekent dat ze bijna onmiddellijk kunnen in- en uitschakelen. Dit kenmerk is essentieel voor toepassingen die een snelle modulatie of schakelen van de lichtbron vereisen.5. Directionaliteit: infrarood LED's stoten licht uit in een directionele balk, waardoor ze geschikt zijn voor toepassingen waar een precieze targeting van de lichtbron vereist is. Deze directionele uitgang kan verder worden verbeterd met het gebruik van optische lenzen of reflectoren.

Toepassingen van infrarood LED's

Infrarood LED's vinden wijdverbreid gebruik in verschillende toepassingen in verschillende industrieën. Enkele van de belangrijkste toepassingen van infrarood LED's zijn: 1. Afstandsbedieningen: infrarood LED's worden vaak gebruikt in afstandsbedieningsapparaten voor televisies, airconditioners en andere elektronische apparaten. Het infraroodlicht dat door de LED wordt uitgezonden, wordt opgehaald door een sensor in het ontvangende apparaat, waardoor draadloze communicatie en besturingselement mogelijk is.2. Beveiligingssystemen: infrarood LED's zijn een integraal onderdeel van beveiligingssystemen, zoals bewakingscamera's en bewegingssensoren. Infraroodlicht is onzichtbaar voor het menselijk oog, maar kan worden gedetecteerd door camera's die zijn uitgerust met infraroodsensoren, waardoor nachtzichtmogelijkheden mogelijk zijn.3. Communicatieapparaten: infrarood LED's worden gebruikt in optische communicatiesystemen voor het draadloos verzenden van gegevens over korte afstanden. Infraroodlicht kan gegevenssignalen dragen die immuun zijn voor interferentie van radiofrequentiesignalen, waardoor het geschikt is voor veilige communicatietoepassingen.4. Automotive -toepassingen: infrarood LED's worden steeds vaker gebruikt in autotoepassingen, zoals nabijheidssensoren, remlichten en interieurverlichting. Infraroodsensoren kunnen objecten in de omgeving van het voertuig detecteren en helpen bij parkeerhulpsystemen.5. Medische hulpmiddelen: infrarood LED's worden gebruikt in medische hulpmiddelen voor toepassingen zoals fototherapie, monitoring van bloedzuurstofverzadiging en thermische beeldvorming. Het vermogen van infraroodlicht om weefsels door te dringen, maakt het waardevol voor niet-invasieve medische procedures.6. Industriële automatisering: infrarood LED's worden gebruikt in industriële automatiseringssystemen voor taken zoals objectdetectie, positie -detectie en barcodescanning. De betrouwbaarheid en snelheid van infraroodsensoren maken ze goed geschikt voor productie- en logistieke toepassingen.

Conclusie

Infrarood lichtemitterende diodes (LED's) zijn halfgeleiderapparaten die licht uitzenden in het infraroodspectrum, waardoor ze waardevol zijn voor een breed scala aan toepassingen die onzichtbare lichtbronnen vereisen. De samenstelling, het werkprincipe, de kenmerken en toepassingen van infrarood LED's maken ze een veelzijdig en essentieel onderdeel in verschillende industrieën, waaronder elektronica, communicatie, automotive, gezondheidszorg en beveiliging. Naarmate de technologie verder gaat, blijft de vraag naar efficiënte en betrouwbare lichtbronnen verder Zoals infrarood LED's naar verwachting zal groeien. Door de fundamentele principes en toepassingen van infrarood LED's te begrijpen, kunnen ingenieurs en onderzoekers blijven innoveren en nieuwe technologieën ontwikkelen die gebruikmaken van de unieke eigenschappen van infraroodlicht voor diverse toepassingen.