Die Einführung von Infrarot-Licht-emittierenden Dioden

Die Einführung von Infrarot-Licht-emittierenden Dioden

Infrarot-lichtemittierende Dioden (LEDs, und wir nennen es auch als IR-LED) sind Halbleitergeräte, die Licht im Infrarotspektrum emittieren, wenn ein elektrischer Strom durch sie führt. Diese SMD -LED- und DIP -LEDs sind zu einer wesentlichen Komponente in verschiedenen Anwendungen geworden, einschließlich Fernbedienungen, Sicherheitssystemen, Kommunikationsgeräten und Nachtsichtstechnologie. Wir werden die Definition, Komposition, das Arbeitsprinzip, die Merkmale und Anwendungen von Infrarot -LEDs im Detail feststellen.

Definition von Infrarot-lichtemittierenden Dioden (LEDs). Eine Infrarot-LED ist eine Art lichtemittierende Diode, die Licht im Infrarotbereich des elektromagnetischen Spektrums ausgibt. Das Infrarotspektrum reicht typischerweise von etwa 700 Nanometern (NM) bis 1 Millimeter (mm) in der Wellenlänge, jenseits des roten Ende des sichtbaren Spektrums. Infrarot -LEDs sind speziell so konzipiert, dass sie Licht in diesem Bereich emittieren und sie für das bloße Auge unsichtbar machen, aber durch Infrarotsensoren und Kameras nachweisbar sind.

Zusammensetzung von Infrarot -LEDs

Infrarot -LEDs (dies umfasst die 940 nm LED, 850 nm LED, 730 nm LED, 1050 nm LED, 1550 nm LED ect.) In der Regel bestehen aus Halbleitermaterialien, die beim Strom fließt. Die am häufigsten verwendeten Halbleitermaterialien in Infrarot -LEDs sind Galliumarsenid (GaAs), Galliumarsenidphosphid (GaaSP) und Galliumaluminiumarsenid (Gaalas). Diese Materialien werden für ihre Fähigkeit ausgewählt, Licht im Infrarotspektrum zu emittieren, und ihre Kompatibilität mit den Herstellungsprozessen von LEDs. Die Struktur einer Infrarot -LED besteht aus mehreren Schichten von Halbleitermaterialien. Die grundlegendste Struktur umfasst eine Halbleiterschicht vom N-Typ und eine Halbleiterschicht vom P-Typ, die durch eine als aktiven Region bekannte Verbindung getrennt ist. Wenn eine Vorwärtsspannung über die PN -Übergangsanlage aufgetragen wird, werden Elektronen und Löcher im aktiven Bereich rekombinieren und Energie in Form von Photonen freisetzen. Die Energie dieser Photonen entspricht der Wellenlänge des emittierten Lichts, die im Fall von Infrarot -LEDs innerhalb des Infrarotspektrums fällt.

Arbeitsprinzip von Infrarot -LEDs

Das Arbeitsprinzip einer Infrarot -LED basiert auf dem Phänomen der Elektrolumineszenz, wobei die Lichtemission infolge der Rekombination von Ladungsträgern (Elektronen und Löchern) in einem Halbleitermaterial auftritt. Wenn die PN-Übergang der LED eine Vorwärtsspannungsspannung angewendet wird, werden Elektronen aus dem N-Typ-Bereich und Löcher aus dem P-Typ-Bereich in den aktiven Bereich injiziert. Im aktiven Bereich rekombinieren Elektronen mit Löchern, die Energie in Energie freisetzen. Die Form der Photonen. Das Energiebandgap des Halbleitermaterials bestimmt die Wellenlänge des emittierten Lichts. Im Fall von Infrarot -LEDs soll der Bandgap Licht im Infrarotspektrum aussenden, das für das menschliche Auge unsichtbar ist, aber durch Infrarotsensoren und Kameras erkannt werden kann.

Eigenschaften von Infrarot -LEDs

Infrarot -LEDs weisen mehrere Merkmale auf, die sie für eine Vielzahl von Anwendungen geeignet machen. Einige der Hauptmerkmale von Infrarot -LEDs umfassen: 1. Wellenlängenbereich: Infrarot -LEDs emittieren Licht im Infrarotspektrum, das typischerweise zwischen 700 Nanometern bis 1 Millimeter in der Wellenlänge reicht. Die spezifische Wellenlänge, die durch eine Infrarot -LED emittiert wird, hängt vom Halbleitermaterial ab, das in seiner Konstruktion verwendet wird.2. Effizienz: Infrarot -LEDs sind sehr effizient, um die elektrische Energie in Lichtenergie umzuwandeln. Diese Effizienz ist für Anwendungen von entscheidender Bedeutung, bei denen der Stromverbrauch ein Problem darstellt, z. B. in tragbaren Geräten oder batteriebetriebenen Systemen.3. Lebensdauer: Infrarot -LEDs haben eine lange Lebensdauer, die typischerweise zwischen 50.000 und 100.000 Stunden kontinuierlicher Betrieb liegt. Diese Langlebigkeit macht sie ideal für Anwendungen, bei denen Wartung oder Austausch schwierig oder kostspielig ist.4. Instantane Operation: Infrarot -LEDs haben eine schnelle Reaktionszeit, was bedeutet, dass sie fast augenblicklich ein- und ausschalten können. Dieses Merkmal ist für Anwendungen, die eine schnelle Modulation oder das Umschalten der Lichtquelle erfordern.5. Richtungslosigkeit: Infrarot -LEDs geben Licht in einen Richtstrahl aus, wodurch sie für Anwendungen geeignet sind, bei denen eine präzise Targeting der Lichtquelle erforderlich ist. Diese Richtungsleistung kann durch die Verwendung von optischen Linsen oder Reflektoren weiter verbessert werden.

Anwendungen von Infrarot -LEDs

Infrarot -LEDs finden in verschiedenen Anwendungen in verschiedenen Branchen weit verbreitet. Einige der wichtigsten Anwendungen von Infrarot -LEDs umfassen: 1. Fernbedienungen: Infrarot -LEDs werden häufig in Fernbedienungsgeräten für Fernseher, Klimaanlagen und andere elektronische Geräte verwendet. Das von der LED emittierte Infrarotlicht wird von einem Sensor im Empfangsgerät aufgegriffen, sodass drahtlose Kommunikation und Kontrolle.2. Sicherheitssysteme: Infrarot -LEDs sind ein wesentlicher Bestandteil von Sicherheitssystemen wie Überwachungskameras und Bewegungssensoren. Infrarotlicht ist für das menschliche Auge unsichtbar, kann jedoch von Kameras erkannt werden, die mit Infrarotsensoren ausgestattet sind und Nachtsichtfunktionen ermöglichen.3. Kommunikationsgeräte: Infrarot -LEDs werden in optischen Kommunikationssystemen zur drahtlosen Übertragung von Daten über kurze Strecken verwendet. Infrarotlicht kann Datensignale tragen, die gegen Störungen durch Funkfrequenzsignale immun sind, was es für sichere Kommunikationsanwendungen geeignet ist.4. Automobilanwendungen: Infrarot -LEDs werden zunehmend in Automobilanwendungen wie Proximity -Sensoren, Bremslichtern und Innenbeleuchtung verwendet. Infrarotsensoren können Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs erkennen und bei Parkhilfesystemen helfen.5. Medizinprodukte: In Infrarot -LEDs werden in medizinischen Geräten für Anwendungen wie Phototherapie, Blutsaugensättigungsüberwachung und thermische Bildgebung eingesetzt. Die Fähigkeit des Infrarotlichts, in Gewebe einzudringen, macht es für nicht-invasive medizinische Eingriffe wertvoll.6. Industrieautomatisierung: Infrarot -LEDs werden in industriellen Automatisierungssystemen für Aufgaben wie Objekterkennung, Positionserkennung und Barcode -Scan verwendet. Die Zuverlässigkeit und Geschwindigkeit von Infrarotsensoren macht sie für Herstellungs- und Logistikanwendungen gut geeignet.

Abschluss

Infrarot-lichtemittierende Dioden (LEDs) sind Halbleitergeräte, die Licht im Infrarotspektrum emittieren und sie für eine Vielzahl von Anwendungen, die unsichtbare Lichtquellen erfordern, wertvoll machen. Die Komposition, das Arbeitsprinzip, die Eigenschaften und Anwendungen von Infrarot -LEDs machen sie zu einer vielseitigen und wesentlichen Komponente in verschiedenen Branchen, einschließlich Elektronik, Kommunikation, Automobilversorgung, Gesundheitswesen und Sicherheit. Die Technologie führt weiterhin vor, die Nachfrage nach effizienten und zuverlässigen Lichtquellen Es wird erwartet, dass Infrarot -LEDs wachsen. Durch das Verständnis der grundlegenden Prinzipien und Anwendungen von Infrarot -LEDs können Ingenieure und Forscher weiterhin neue Technologien innovieren und entwickeln, die die einzigartigen Eigenschaften von Infrarotlicht für verschiedene Anwendungen nutzen.