Sự ra đời của các điốt phát sáng hồng ngoại

Sự ra đời của các điốt phát sáng hồng ngoại

Các điốt phát sáng hồng ngoại (đèn LED và chúng tôi cũng đặt tên nó là đèn LED IR) là các thiết bị bán dẫn phát ra ánh sáng trong phổ hồng ngoại khi một dòng điện đi qua chúng. Các LED và LED DIP SMD này đã trở thành một thành phần thiết yếu trong các ứng dụng khác nhau, bao gồm các điều khiển từ xa, hệ thống bảo mật, thiết bị truyền thông và công nghệ tầm nhìn ban đêm. Chúng tôi sẽ cho biết định nghĩa, thành phần, nguyên tắc làm việc, đặc điểm và ứng dụng của đèn LED hồng ngoại một cách chi tiết.

Định nghĩa của các điốt phát sáng hồng ngoại (đèn LED). Đèn LED hồng ngoại là một loại diode phát sáng phát ra ánh sáng trong vùng hồng ngoại của phổ điện từ. Phổ hồng ngoại thường dao động từ khoảng 700 nanomet (nm) đến 1 mm (mm) ở bước sóng, vượt quá đầu màu đỏ của phổ nhìn thấy được. Đèn LED hồng ngoại được thiết kế đặc biệt để phát ra ánh sáng trong phạm vi này, khiến chúng vô hình với mắt thường nhưng có thể phát hiện được bởi các cảm biến hồng ngoại và máy ảnh.

Thành phần của đèn LED hồng ngoại

Đèn LED hồng ngoại (bao gồm đèn LED 940Nm, đèn LED 850Nm, đèn LED 730NM, đèn LED 1050Nm, LED 1550nm ECT.) Thông thường bao gồm các vật liệu bán dẫn phát ra ánh sáng khi dòng chảy qua chúng. Các vật liệu bán dẫn được sử dụng phổ biến nhất trong đèn LED hồng ngoại là gallium arsenide (GaAs), gallium arsenide phosphide (GAASP) và gallium aluminum arsenide (Gaalas). Những vật liệu này được chọn cho khả năng phát ra ánh sáng trong phổ hồng ngoại và khả năng tương thích của chúng với các quy trình sản xuất của đèn LED. Cấu trúc của đèn LED hồng ngoại bao gồm một số lớp vật liệu bán dẫn. Cấu trúc cơ bản nhất bao gồm lớp bán dẫn loại N và lớp bán dẫn loại P, được phân tách bằng một mối nối được gọi là vùng hoạt động. Khi một điện áp phía trước được áp dụng trên ngã ba PN, các electron và lỗ hổng tái tổ hợp trong vùng hoạt động, giải phóng năng lượng dưới dạng photon. Năng lượng của các photon này tương ứng với bước sóng của ánh sáng phát ra, trong trường hợp đèn LED hồng ngoại nằm trong phổ hồng ngoại.

Nguyên tắc làm việc của đèn LED hồng ngoại

Nguyên tắc làm việc của đèn LED hồng ngoại dựa trên hiện tượng phát quang, trong đó sự phát xạ của ánh sáng xảy ra do sự tái hợp của các chất mang điện tích (electron và lỗ hổng) trong vật liệu bán dẫn. Khi một điện áp sai lệch phía trước được áp dụng cho đường nối PN của đèn LED, các electron từ vùng loại N và các lỗ hổng từ vùng loại P được tiêm vào vùng hoạt động. hình thức của photon. Dải năng lượng của vật liệu bán dẫn xác định bước sóng của ánh sáng phát ra. Trong trường hợp đèn LED hồng ngoại, bandgap được thiết kế để phát ra ánh sáng trong phổ hồng ngoại, vô hình với mắt người nhưng có thể được phát hiện bởi các cảm biến hồng ngoại và máy ảnh.

Đặc điểm của đèn LED hồng ngoại

Đèn LED hồng ngoại thể hiện một số đặc điểm làm cho chúng phù hợp cho một loạt các ứng dụng. Một số đặc điểm chính của đèn LED hồng ngoại bao gồm: 1. Phạm vi bước sóng: Đèn LED hồng ngoại phát ra ánh sáng trong phổ hồng ngoại, thường dao động từ 700 nanomet đến 1 milimet ở bước sóng. Bước sóng cụ thể phát ra từ đèn LED hồng ngoại phụ thuộc vào vật liệu bán dẫn được sử dụng trong cấu trúc của nó.2. Hiệu quả: Đèn LED hồng ngoại có hiệu quả cao trong việc chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng ánh sáng. Hiệu quả này là rất quan trọng đối với các ứng dụng trong đó tiêu thụ năng lượng là một mối quan tâm, chẳng hạn như trong các thiết bị di động hoặc hệ thống vận hành bằng pin.3. Tuổi thọ: Đèn LED hồng ngoại có tuổi thọ dài, thường dao động từ 50.000 đến 100.000 giờ hoạt động liên tục. Tuổi thọ này làm cho chúng lý tưởng cho các ứng dụng trong đó bảo trì hoặc thay thế là khó khăn hoặc tốn kém.4. Hoạt động tức thời: Đèn LED hồng ngoại có thời gian phản hồi nhanh, nghĩa là chúng có thể bật và tắt gần như ngay lập tức. Đặc tính này rất cần thiết cho các ứng dụng yêu cầu điều chế nhanh hoặc chuyển đổi nguồn sáng.5. Định hướng: Đèn LED hồng ngoại phát ra ánh sáng theo chùm hướng, làm cho chúng phù hợp cho các ứng dụng khi cần nhắm mục tiêu chính xác của nguồn sáng. Đầu ra định hướng này có thể được tăng cường hơn nữa với việc sử dụng ống kính quang học hoặc gương phản xạ.

Các ứng dụng của đèn LED hồng ngoại

Đèn LED hồng ngoại tìm thấy sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng khác nhau trong các ngành công nghiệp khác nhau. Một số ứng dụng chính của đèn LED hồng ngoại bao gồm: 1. Điều khiển từ xa: Đèn LED hồng ngoại thường được sử dụng trong các thiết bị điều khiển từ xa cho TV, điều hòa không khí và các thiết bị điện tử khác. Đèn hồng ngoại phát ra từ đèn LED được chọn bởi một cảm biến trong thiết bị nhận, cho phép giao tiếp và điều khiển không dây.2. Hệ thống bảo mật: Đèn LED hồng ngoại là một phần không thể thiếu của các hệ thống bảo mật, chẳng hạn như camera giám sát và cảm biến chuyển động. Ánh sáng hồng ngoại là vô hình đối với mắt người nhưng có thể được phát hiện bằng các máy ảnh được trang bị cảm biến hồng ngoại, cho phép khả năng tầm nhìn ban đêm.3. Các thiết bị truyền thông: Đèn LED hồng ngoại được sử dụng trong các hệ thống truyền thông quang để truyền dữ liệu không dây trong khoảng cách ngắn. Ánh sáng hồng ngoại có thể mang tín hiệu dữ liệu miễn dịch với nhiễu từ tín hiệu tần số vô tuyến, làm cho nó phù hợp cho các ứng dụng liên lạc an toàn.4. Ứng dụng ô tô: Đèn LED hồng ngoại ngày càng được sử dụng trong các ứng dụng ô tô, chẳng hạn như cảm biến lân cận, đèn phanh và chiếu sáng bên trong. Cảm biến hồng ngoại có thể phát hiện các vật thể trong môi trường xung quanh của xe và hỗ trợ trong các hệ thống hỗ trợ đỗ xe.5. Các thiết bị y tế: Đèn LED hồng ngoại được sử dụng trong các thiết bị y tế cho các ứng dụng như liệu pháp quang hóa, giám sát bão hòa oxy máu và hình ảnh nhiệt. Khả năng của ánh sáng hồng ngoại để thâm nhập vào các mô làm cho nó có giá trị cho các thủ tục y tế không xâm lấn.6. Tự động hóa công nghiệp: Đèn LED hồng ngoại được sử dụng trong các hệ thống tự động hóa công nghiệp cho các tác vụ như phát hiện đối tượng, cảm biến vị trí và quét mã vạch. Độ tin cậy và tốc độ của các cảm biến hồng ngoại làm cho chúng rất phù hợp cho các ứng dụng sản xuất và hậu cần.

Phần kết luận

Các điốt phát sáng hồng ngoại (đèn LED) là các thiết bị bán dẫn phát ra ánh sáng trong phổ hồng ngoại, khiến chúng có giá trị cho một loạt các ứng dụng yêu cầu các nguồn ánh sáng vô hình. Thành phần, nguyên tắc làm việc, đặc điểm và ứng dụng của đèn LED hồng ngoại làm cho chúng trở thành một thành phần linh hoạt và thiết yếu trong các ngành công nghiệp khác nhau, bao gồm điện tử, truyền thông, ô tô, chăm sóc sức khỏe và công nghệ tiếp tục thúc đẩy, nhu cầu về nguồn sáng hiệu quả và đáng tin cậy Giống như đèn LED hồng ngoại dự kiến ​​sẽ phát triển. Bằng cách hiểu các nguyên tắc và ứng dụng cơ bản của đèn LED hồng ngoại, các kỹ sư và nhà nghiên cứu có thể tiếp tục đổi mới và phát triển các công nghệ mới để tận dụng các tính chất độc đáo của ánh sáng hồng ngoại cho các ứng dụng khác nhau.