הצגת דיודות פולטות אור אינפרא אדום

הצגת דיודות פולטות אור אינפרא אדום

דיודות פולטות אור אינפרא אדום (נוריות LED, ואנחנו גם קוראים לו כ- IR LED) הם מכשירי מוליכים למחצה הפולטים אור בספקטרום האינפרא אדום כאשר זרם חשמלי עובר דרכם. LED LED ו- DIP SMD אלה הפכו למרכיב חיוני ביישומים שונים, כולל שלט רחוק, מערכות אבטחה, מכשירי תקשורת וטכנולוגיית ראיית לילה. אנו נספר את ההגדרה, ההרכב, עיקרון העבודה, המאפיינים והיישומים של נוריות LED אינפרא אדום.

הגדרת דיודות פולטות אור אינפרא אדום (נוריות LED). LED אינפרא אדום הוא סוג של דיודה פולטת אור הפולטת אור באזור האינפרא אדום של הספקטרום האלקטרומגנטי. הספקטרום האינפרא אדום נע בדרך כלל בין 700 ננומטרים (ננומטר) למילימטר (מ"מ) באורך גל, מעבר לקצה האדום של הספקטרום הנראה. נוריות LED אינפרא אדום מיועדות במיוחד לפלוט אור בטווח זה, מה שהופך אותם לבלתי נראים לעין בלתי מזוינת אך ניתנים לגילוי על ידי חיישנים ומצלמות אינפרא אדום.

הרכב של נוריות אינפרא אדום

נוריות LED אינפרא אדום (זה כוללות LED של 940 ננומטר, LED של 850 ננומטר, LED 730 ננומטר, LED 1050 ננומטר, 1550 ננומטר LED.) מורכבים בדרך כלל מחומרים מוליכים למחצה הפולטים אור כאשר הזרם זורם דרכם. החומרים המוליכים למחצה הנפוצים ביותר בנוריות LED אינפרא אדום הם Gallium Arsenide (GAAS), Gallium Arsenide Phosphide (GAASP), וגלום אלומיניום ארסניד (Gaalas). חומרים אלה נבחרים ליכולתם לפלוט אור בספקטרום האינפרא אדום ותאימותם לתהליכי הייצור של LED. מבנה LED אינפרא אדום מורכב מכמה שכבות של חומרים מוליכים למחצה. המבנה הבסיסי ביותר כולל שכבת מוליכים למחצה מסוג N ושכבה מוליכים למחצה מסוג P, המופרדים על ידי צומת המכונה האזור הפעיל. כאשר מיושם מתח קדימה על פני צומת PN, אלקטרונים וחורים מתקשרים מחדש באזור הפעיל, ומשחררים אנרגיה בצורה של פוטונים. האנרגיה של פוטונים אלה תואמת את אורך הגל של האור הנפלט, שבמקרה של נוריות LED אינפרא אדום נופל בתוך הספקטרום האינפרא אדום.

עיקרון עובד של נוריות אינפרא אדום

העיקרון העובד של LED אינפרא אדום מבוסס על תופעת האלקטרולומינצנציה, שם פליטת האור מתרחשת כתוצאה משילוב של נשאי מטען (אלקטרונים וחורים) בחומר מוליך למחצה. כאשר מיושם מתח הטיה קדימה על צומת ה- PN של ה- LED, אלקטרונים מאזור מסוג N וחורים מאזור ה- P צורת הפוטונים. פס אנרגיה של חומר המוליכים למחצה קובע את אורך הגל של האור הנפלט. במקרה של נוריות LED אינפרא אדום, ה- Bandgap נועד לפלוט אור בספקטרום האינפרא אדום, שאינו נראה לעין האנושית אך ניתן לאתר אותו על ידי חיישנים ומצלמות אינפרא אדום.

מאפייני נוריות LED אינפרא אדום

נוריות LED אינפרא אדום מציגות מספר מאפיינים שהופכים אותם למתאימים למגוון רחב של יישומים. חלק ממאפייני המפתח של נוריות LED אינפרא אדום כוללים: 1. טווח אורך הגל: נוריות LED אינפרא אדום פולטות אור בספקטרום האינפרא אדום, בדרך כלל נע בין 700 ננומטר לאורך מילימטר באורך גל. אורך הגל הספציפי שנפלט על ידי LED אינפרא אדום תלוי בחומר המוליכים למחצה המשמש בבנייתו .2. יעילות: נוריות LED אינפרא אדום יעילות ביותר בהמרת אנרגיה חשמלית לאנרגיה קלה. יעילות זו חיונית ליישומים שבהם צריכת חשמל היא דאגה, כמו במכשירים ניידים או במערכות המופעלות על ידי סוללות .3. תוחלת חיים: נוריות LED אינפרא אדום יש תוחלת חיים ארוכה, בדרך כלל בין 50,000 ל 100,000 שעות של פעולה רציפה. אריכות ימים זו הופכת אותם לאידיאליים ליישומים שבהם תחזוקה או החלפה קשה או יקרה. פעולה מיידית: נוריות LED אינפרא אדום יש זמן תגובה מהיר, כלומר הם יכולים להדליק ולכבות כמעט באופן מיידי. מאפיין זה חיוני ליישומים הדורשים אפנון מהיר או מיתוג של מקור האור .5. כיוון: נוריות LED אינפרא אדום פולטות אור בקורה כיוונית, מה שהופך אותם למתאימים ליישומים בהם נדרש מיקוד מדויק של מקור האור. ניתן לשפר עוד יותר את הפלט כיווני זה בעזרת עדשות או מחזירי אור אופטיים.

יישומים של נוריות LED אינפרא אדום

נוריות LED אינפרא אדום מוצאות שימוש נרחב ביישומים שונים בענפים שונים. חלק מיישומי המפתח של נוריות LED אינפרא אדום כוללות: 1. שליטה מרחוק: נוריות LED אינפרא אדום משמשות לרוב במכשירי שלט רחוק לטלוויזיות, מזגנים ומכשירים אלקטרוניים אחרים. אור האינפרא אדום שנפלט על ידי ה- LED נאסף על ידי חיישן במכשיר המקבל, ומאפשר תקשורת ובקרה אלחוטית .2. מערכות אבטחה: נוריות LED אינפרא אדום הן חלק בלתי נפרד ממערכות אבטחה, כמו מצלמות מעקב וחיישני תנועה. אור אינפרא אדום אינו נראה לעין האנושית אך ניתן לאתר אותו על ידי מצלמות המצוידות בחיישני אינפרא אדום, המאפשרים יכולות ראיית לילה .3. התקני תקשורת: נוריות LED אינפרא אדום משמשות במערכות תקשורת אופטיות להעברת נתונים באופן אלחוטי על פני מרחקים קצרים. אור אינפרא אדום יכול לשאת אותות נתונים החסינים מפני הפרעות מפני אותות תדר רדיו, מה שהופך אותו למתאים ליישומי תקשורת מאובטחים. יישומי רכב: נוריות LED אינפרא אדום משמשות יותר ויותר ביישומי רכב, כמו חיישני קרבה, אורות בלם ותאורת פנים. חיישני אינפרא אדום יכולים לאתר חפצים בסביבת הרכב ולסייע במערכות סיוע בחניה .5. מכשירים רפואיים: נוריות LED אינפרא אדום משמשות במכשירים רפואיים ליישומים כמו פוטותרפיה, ניטור רווי חמצן בדם והדמיה תרמית. היכולת של אור אינפרא אדום לחדור לרקמות הופכת אותו ליקר עבור נהלים רפואיים שאינם פולשניים .6. אוטומציה תעשייתית: נוריות LED אינפרא אדום משמשות במערכות אוטומציה תעשייתיות למשימות כמו גילוי אובייקטים, חישת מיקום וסריקת ברקוד. האמינות והמהירות של חיישני אינפרא אדום הופכים אותם למתאימים ליישומי ייצור ולוגיסטיקה.

סיכום

דיודות פולטות אור אינפרא אדום (נוריות LED) הן מכשירי מוליכים למחצה הפולטים אור בספקטרום האינפרא אדום, מה שהופך אותם ליקרי ערך למגוון רחב של יישומים הדורשים מקורות אור בלתי נראים. ההרכב, עיקרון העבודה, המאפיינים והיישומים של נוריות LED אינפרא אדום הופכים אותם למרכיב רב -תכליתי וחיוני בענפים שונים, כולל אלקטרוניקה, תקשורת, רכב, שירותי בריאות ואבטחה. טכנולוגיה ממשיכה להתקדם, הביקוש למקורות אור יעילים ואמינים כמו נוריות אינפרא אדום צפויות לצמוח. על ידי הבנת העקרונות והיישומים הבסיסיים של נוריות LED אינפרא אדום, מהנדסים וחוקרים יכולים להמשיך ולחדש ולפתח טכנולוגיות חדשות הממנפות את המאפיינים הייחודיים של אור אינפרא אדום ליישומים מגוונים.