Введение инфракрасных светодиодов

Введение инфракрасных светодиодов

Инфракрасные светодиоды (светодиоды, и мы также называем их IR-светодиодами) являются полупроводниковыми устройствами, которые испускают свет в инфракрасном спектре, когда электрический ток проходит через них. Эти светодиоды SMD и DIP стали важным компонентом в различных приложениях, включая дистанционные управления, системы безопасности, устройства связи и технологии ночного видения. Мы подробно рассмотрим определение, состав, принцип работы, характеристики и применения инфракрасных светодиодов.

Определение инфракрасных светодиодов (светодиоды). Инфракрасный светодиод-это тип светоизлучающего диода, который излучает свет в инфракрасной области электромагнитного спектра. Инфракрасный спектр обычно варьируется от около 700 нанометров (нм) до 1 миллиметра (мм) на длине волны, за пределами красного конца видимого спектра. Инфракрасные светодиоды специально предназначены для излучения света в этом диапазоне, что делает их невидимыми для невооруженного глаза, но обнаруживаемыми инфракрасными датчиками и камерами.

Состав инфракрасных светодиодов

Инфракрасные светодиоды (это включают в себя светодиод 940 нм, светодиоды 850 нм, 730 нм светодиоды, светодиод 1050 нм, светодиод 1550 нм тр. Наиболее часто используемыми полупроводниковыми материалами в инфракрасных светодиодах являются арсенид галлия (GAAS), фосфид арсенида галлия (GAASP) и алюминиевый арсенид галлия (GAALAS). Эти материалы выбираются для их способности выделять свет в инфракрасном спектре и их совместимость с производственными процессами светодиодов. Структура инфракрасного светодиода состоит из нескольких слоев полупроводниковых материалов. Самая основная структура включает в себя полупроводниковый слой N-типа и полупроводник P-типа, разделенный соединением, известным как активная область. Когда прямое напряжение наносится через переход PN, электроны и отверстия рекомбинируют в активной области, высвобождая энергию в форме фотонов. Энергия этих фотонов соответствует длине волны испускаемого света, что в случае инфракрасных светодиодов попадает в инфракрасный спектр.

Рабочий принцип инфракрасных светодиодов

Принцип работы инфракрасного светодиода основан на явлении электролюминесценции, где излучение света происходит в результате рекомбинации носителей заряда (электронов и отверстий) в полупроводниковом материале. Когда напряжение переднего смещения применяется к соединению PN светодиода, электроны из области N-типа и отверстия из области P-типа впрыскиваются в активную область. В активной области электроны рекомбинируют отверстия, высвобождая энергию в форма фотонов. Энергетическая полоса в полупроводниковом материале определяет длину волны испускаемого света. В случае инфракрасных светодиодов полосатая полоса предназначена для излучения света в инфракрасном спектре, который невидим для человеческого глаза, но может быть обнаружено инфракрасными датчиками и камерами.

Характеристики инфракрасных светодиодов

Инфракрасные светодиоды демонстрируют несколько характеристик, которые делают их подходящими для широкого спектра применения. Некоторые из ключевых характеристик инфракрасных светодиодов включают в себя: 1. Диапазон длины волны: инфракрасные светодиоды испускают свет в инфракрасном спектре, обычно от 700 нанометров до 1 миллиметра в длине волны. Конкретная длина волны, испускаемая инфракрасным светодиодом, зависит от полупроводникового материала, используемого в его конструкции. Эффективность: инфракрасные светодиоды высокоэффективны в превращении электрической энергии в энергию света. Эта эффективность имеет решающее значение для приложений, где энергопотребление является проблемой, например, в портативных устройствах или системах, управляемых аккумулятором. Срок службы: инфракрасные светодиоды имеют длительный срок службы, как правило, от 50 000 до 100 000 часов непрерывной работы. Это долговечность делает их идеальными для приложений, где обслуживание или замена сложно или дорого. Мгновенная операция: инфракрасные светодиоды имеют быстрое время отклика, что означает, что они могут включаться и выключаться почти мгновенно. Эта характеристика необходима для приложений, которые требуют быстрой модуляции или переключения источника света. Направленность: инфракрасные светодиоды испускают свет в направленном пучке, что делает их подходящими для применений, где требуется точное нацеливание источника света. Этот направленный выход может быть дополнительно улучшен с использованием оптических линз или отражателей.

Применение инфракрасных светодиодов

Инфракрасные светодиоды находят широкое использование в различных приложениях в разных отраслях. Некоторые из ключевых применений инфракрасных светодиодов включают в себя: 1. Дистанционные управления: инфракрасные светодиоды обычно используются в устройствах дистанционного управления для телевизоров, кондиционеров и других электронных приборов. Инфракрасный свет, испускаемый светодиодом, подхватывается датчиком в приемном устройстве, что позволяет беспроводной связи и управлению. Системы безопасности: инфракрасные светодиоды являются неотъемлемой частью систем безопасности, таких как камеры наблюдения и датчики движения. Инфракрасный свет невидим для человеческого глаза, но может быть обнаружен камерами, оснащенными инфракрасными датчиками, что обеспечивает возможности ночного видения. Устройства связи: инфракрасные светодиоды используются в системах оптической связи для передачи данных по беспроводной связи на коротких расстояниях. Инфракрасный свет может нести сигналы данных, которые невосприимчивы к вмешательствам от радиочастотных сигналов, что делает его подходящим для безопасных приложений связи. Автомобильные приложения: инфракрасные светодиоды все чаще используются в автомобильных приложениях, таких как датчики близости, тормозные огни и внутреннее освещение. Инфракрасные датчики могут обнаруживать объекты в окружающей среде автомобиля и помогать в системах помощи в парковке. Медицинские устройства: инфракрасные светодиоды используются в медицинских устройствах для таких применений, как фототерапия, мониторинг насыщения кислородом в крови и тепловая визуализация. Способность инфракрасного света проникать в ткани делает ее ценной для неинвазивных медицинских процедур. Промышленная автоматизация: инфракрасные светодиоды используются в системах промышленной автоматизации для таких задач, как обнаружение объектов, определение положения и сканирование штрих -кода. Надежность и скорость инфракрасных датчиков делают их хорошо подходящими для производственных и логистических применений.

Заключение

Инфракрасные светодиоды (светодиоды) представляют собой полупроводниковые устройства, которые выделяют свет в инфракрасном спектре, что делает их ценными для широкого спектра применений, требующих невидимых источников света. Композиция, принцип работы, характеристики и применение инфракрасных светодиодов делают их универсальным и важным компонентом в различных отраслях, включая электронику, коммуникации, автомобильные, здравоохранение и безопасность. По мере продвижения технологии, спрос на эффективные и надежные источники света. Как ожидается, что инфракрасные светодиоды будут расти. Понимая фундаментальные принципы и применение инфракрасных светодиодов, инженеры и исследователи могут продолжать инновации и разрабатывать новые технологии, которые используют уникальные свойства инфракрасного света для различных применений.