L'introduction de diodes émettantes infrarouges

L'introduction de diodes émettantes infrarouges

Les diodes électroluminescentes infrarouges (LED, et nous le nommons également en tant que LED IR) sont des dispositifs semi-conducteurs qui émettent de la lumière dans le spectre infrarouge lorsqu'un courant électrique les traverse. Ces LED et DIP SMD sont devenues un composant essentiel dans diverses applications, notamment des télécommandes, des systèmes de sécurité, des dispositifs de communication et une technologie de vision nocturne. Nous raconterons la définition, la composition, le principe de travail, les caractéristiques et les applications des LED infrarouges en détail.

Définition des diodes émettantes infrarouges (LED). Une LED infrarouge est un type de diode émettrice de lumière qui émet de la lumière dans la région infrarouge du spectre électromagnétique. Le spectre infrarouge varie généralement d'environ 700 nanomètres (nm) à 1 millimètre (mm) en longueur d'onde, au-delà de l'extrémité rouge du spectre visible. Les LED infrarouges sont spécifiquement conçues pour émettre de la lumière dans cette gamme, ce qui les rend invisibles à l'œil nu mais détectables par des capteurs et des caméras infrarouges.

Composition des LED infrarouges

Les LED infrarouges (cela comprend la LED à 940 nm, LED 850 nm, 730 nm, LED 1050 nm, Ect. Les matériaux semi-conducteurs les plus couramment utilisés dans les LED infrarouges sont l'arséniure de gallium (GaAs), le phosphure d'arséniure de gallium (GAASP) et l'arséniure d'aluminium gallium (Gaalas). Ces matériaux sont choisis pour leur capacité à émettre de la lumière dans le spectre infrarouge et leur compatibilité avec les processus de fabrication des LED. La structure d'une LED infrarouge se compose de plusieurs couches de matériaux semi-conducteurs. La structure la plus élémentaire comprend une couche semi-conductrice de type N et une couche semi-conductrice de type P, séparée par une jonction connue sous le nom de région active. Lorsqu'une tension directe est appliquée à travers la jonction PN, les électrons et les trous se recombinent dans la région active, libérant de l'énergie sous forme de photons. L'énergie de ces photons correspond à la longueur d'onde de la lumière émise, qui, dans le cas des LED infrarouges, se situe dans le spectre infrarouge.

Principe de travail des LED infrarouges

Le principe de travail d'une LED infrarouge est basé sur le phénomène de l'électroluminescence, où l'émission de lumière se produit à la suite de la recombinaison des porteurs de charge (électrons et trous) dans un matériau semi-conducteur. Lorsqu'une tension de polarisation directe est appliquée à la jonction PN de la LED, les électrons de la région de type N et les trous de la région de type P sont injectés dans la région active. la forme de photons. La bande interdite d'énergie du matériau semi-conducteur détermine la longueur d'onde de la lumière émise. Dans le cas des LED infrarouges, la bande interdite est conçue pour émettre de la lumière dans le spectre infrarouge, qui est invisible à l'œil humain mais peut être détectée par des capteurs et des caméras infrarouges.

Caractéristiques des LED infrarouges

Les LED infrarouges présentent plusieurs caractéristiques qui les rendent adaptées à un large éventail d'applications. Certaines des caractéristiques clés des LED infrarouges comprennent: 1. Plage de longueurs d'onde: les LED infrarouges émettent de la lumière dans le spectre infrarouge, allant généralement de 700 nanomètres à 1 millimètre en longueur d'onde. La longueur d'onde spécifique émise par une LED infrarouge dépend du matériau semi-conducteur utilisé dans sa construction. Efficacité: les LED infrarouges sont très efficaces pour convertir l'énergie électrique en énergie lumineuse. Cette efficacité est cruciale pour les applications où la consommation d'énergie est une préoccupation, comme dans les dispositifs portables ou les systèmes à batterie. Durée de vie: les LED infrarouges ont une longue durée de vie, allant généralement de 50 000 à 100 000 heures de fonctionnement continu. Cette longévité les rend idéales pour les applications où l'entretien ou le remplacement est difficile ou coûteux. Fonctionnement instantané: les LED infrarouges ont un temps de réponse rapide, ce qui signifie qu'ils peuvent s'allumer et désactiver presque instantanément. Cette caractéristique est essentielle pour les applications qui nécessitent une modulation ou une commutation rapide de la source de lumière. Directionnalité: les LED infrarouges émettent de la lumière dans un faisceau directionnel, ce qui les rend adaptés aux applications où un ciblage précis de la source de lumière est nécessaire. Cette sortie directionnelle peut être encore améliorée avec l'utilisation de lentilles ou de réflecteurs optiques.

Applications des LED infrarouges

Les LED infrarouges trouvent une utilisation généralisée dans diverses applications dans différentes industries. Certaines des applications clés des LED infrarouges comprennent: 1. Télémistes: les LED infrarouges sont couramment utilisées dans les dispositifs de télécommande pour les téléviseurs, les climatiseurs et autres appareils électroniques. La lumière infrarouge émise par la LED est ramassée par un capteur dans le dispositif de réception, permettant la communication et le contrôle sans fil. Systèmes de sécurité: les LED infrarouges font partie intégrante des systèmes de sécurité, tels que les caméras de surveillance et les capteurs de mouvement. La lumière infrarouge est invisible pour l'œil humain mais peut être détectée par des caméras équipées de capteurs infrarouges, permettant des capacités de vision nocturne. Dispositifs de communication: les LED infrarouges sont utilisées dans les systèmes de communication optiques pour transmettre des données sans fil sur de courtes distances. La lumière infrarouge peut transporter des signaux de données qui sont à l'abri des interférences des signaux de radiofréquence, ce qui le rend adapté aux applications de communication sécurisées. Applications automobiles: les LED infrarouges sont de plus en plus utilisées dans les applications automobiles, telles que les capteurs de proximité, les feux stop et l'éclairage intérieur. Les capteurs infrarouges peuvent détecter des objets dans l'environnement du véhicule et aider les systèmes d'aide au stationnement. Dispositifs médicaux: les LED infrarouges sont utilisées dans des dispositifs médicaux pour des applications telles que la photothérapie, la surveillance de la saturation en oxygène sanguin et l'imagerie thermique. La capacité de la lumière infrarouge à pénétrer les tissus le rend précieux pour les procédures médicales non invasives. Automatisation industrielle: les LED infrarouges sont utilisées dans les systèmes d'automatisation industrielle pour des tâches telles que la détection d'objets, la détection de position et la numérisation des codes à barres. La fiabilité et la vitesse des capteurs infrarouges les rendent bien adaptés aux applications de fabrication et de logistique.

Conclusion

Les diodes émettantes infrarouges (LED) sont des dispositifs semi-conducteurs qui émettent de la lumière dans le spectre infrarouge, ce qui les rend précieux pour un large éventail d'applications nécessitant des sources d'éclairage invisibles. La composition, le principe de travail, les caractéristiques et les applications des LED infrarouges en font une composante polyvalente et essentielle dans diverses industries, y compris l'électronique, les communications, l'automobile, les soins de santé et la sécurité. Au moment où la technologie continue de progresser, la demande de sources lumineuses efficaces et fiables et fiables Comme les LED infrarouges devraient croître. En comprenant les principes fondamentaux et les applications des LED infrarouges, les ingénieurs et les chercheurs peuvent continuer à innover et à développer de nouvelles technologies qui exploitent les propriétés uniques de la lumière infrarouge pour diverses applications.