إدخال الثنائيات الباعثة بالأشعة تحت الحمراء

إدخال الثنائيات الباعثة بالأشعة تحت الحمراء

إن الثنائيات التي تنبعث من الضوء بالأشعة تحت الحمراء (LEDs ، ونحن أيضًا على أنها LED IR) هي أجهزة أشباه الموصلات التي تنبعث منها الضوء في طيف الأشعة تحت الحمراء عندما يمر تيار كهربائي عبرها. أصبحت هذه LED LED و DIP مكونًا أساسيًا في مختلف التطبيقات ، بما في ذلك الضوابط عن بُعد وأنظمة الأمن وأجهزة الاتصالات وتكنولوجيا الرؤية الليلية. سوف نخبر التعريف والتكوين ومبدأ العمل وخصائص وتطبيقات LEDs بالأشعة تحت الحمراء بالتفصيل.

تعريف الثنائيات الباعثة للأشعة تحت الحمراء (LEDs). LED الأشعة تحت الحمراء هو نوع من الصمام الثنائي الذي ينبعث منه الضوء الذي ينبعث من الضوء في منطقة الأشعة تحت الحمراء للطيف الكهرومغناطيسي. يتراوح طيف الأشعة تحت الحمراء عادةً من حوالي 700 نانومتر (نانومتر) إلى 1 ملليمتر (مم) في الطول الموجي ، خارج الطرف الأحمر للطيف المرئي. تم تصميم مصابيح LED بالأشعة تحت الحمراء خصيصًا لإبعاد الضوء في هذا النطاق ، مما يجعلها غير مرئية للعين المجردة ولكن يمكن اكتشافها بواسطة أجهزة استشعار وكاميرات الأشعة تحت الحمراء.

تكوين LEDs الأشعة تحت الحمراء

تتألف LED الأشعة تحت الحمراء (ويشمل ذلك مؤشر LED 940NM ، LED 850NM ، LED 730NM ، LED 1050nm ، 1550nm LED.) عادةً من مواد أشباه الموصلات التي تنبعث منها الضوء عند التدفقات الحالية من خلالها. مواد أشباه الموصلات الأكثر استخدامًا في LED الأشعة تحت الحمراء هي أرسينيد الغاليوم (GAAs) ، فوسفيد غاليوم (GAASP) ، وأزنيد الألومنيوم الغاليوم (Gaalas). يتم اختيار هذه المواد لقدرتها على انبعاث الضوء في طيف الأشعة تحت الحمراء وتوافقها مع عمليات تصنيع LED. يتكون هيكل LED الأشعة تحت الحمراء من عدة طبقات من مواد أشباه الموصلات. يتضمن الهيكل الأساسي طبقة أشباه الموصلات من النوع N وطبقة أشباه الموصلات من نوع P ، مفصولة بتقاطع يعرف باسم المنطقة النشطة. عندما يتم تطبيق الجهد الأمامي عبر تقاطع PN ، تعيد تجميع الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة ، مع إطلاق الطاقة في شكل فوتونات. تتوافق طاقة هذه الفوتونات مع الطول الموجي للضوء المنبعث ، والذي يقع في حالة LEDs بالأشعة تحت الحمراء داخل الطيف بالأشعة تحت الحمراء.

مبدأ العمل من LEDS بالأشعة تحت الحمراء

يعتمد مبدأ عمل LED الأشعة تحت الحمراء على ظاهرة التألق الكهربائي ، حيث يحدث انبعاث الضوء نتيجة لإعادة تركيب حاملات الشحن (الإلكترونات والثقوب) في مادة أشباه الموصلات. عندما يتم تطبيق جهد تحيز إلى الأمام على تقاطع PN من LED ، يتم حقن الإلكترونات من منطقة N-type والثقوب من منطقة P-type في المنطقة النشطة. في المنطقة النشطة ، إعادة تجميع الإلكترونات مع الثقوب ، وإطلاق الطاقة في شكل الفوتونات. تحدد فجوة الطاقة في مادة أشباه الموصلات الطول الموجي للضوء المنبعث. في حالة LEDs بالأشعة تحت الحمراء ، تم تصميم فجوة النطاق لإبعاد الضوء في طيف الأشعة تحت الحمراء ، وهو غير مرئي للعين البشرية ولكن يمكن اكتشافه بواسطة أجهزة استشعار وكاميرات الأشعة تحت الحمراء.

خصائص LEDs الأشعة تحت الحمراء

تظهر LEDs الأشعة تحت الحمراء العديد من الخصائص التي تجعلها مناسبة لمجموعة واسعة من التطبيقات. بعض الخصائص الرئيسية لمصابيح LED الأشعة تحت الحمراء تشمل: 1. نطاق الطول الموجي: تنبعث مصابيح LED الأشعة تحت الحمراء في طيف الأشعة تحت الحمراء ، والتي تتراوح عادة من 700 نانومتر إلى 1 ملليمتر في الطول الموجي. يعتمد الطول الموجي المحدد المنبعث من LED الأشعة تحت الحمراء على مادة أشباه الموصلات المستخدمة في بنائها. الكفاءة: مصابيح LED بالأشعة تحت الحمراء عالية الكفاءة في تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ضوئية. هذه الكفاءة أمر بالغ الأهمية للتطبيقات التي يكون فيها استهلاك الطاقة مصدر قلق ، كما هو الحال في الأجهزة المحمولة أو الأنظمة التي تعمل بالبطارية. LifeSpan: تتمتع LEDs بالأشعة تحت الحمراء عمر طويل ، تتراوح ما بين 50000 إلى 100000 ساعة من التشغيل المستمر. هذا طول العمر يجعلها مثالية للتطبيقات التي تكون فيها الصيانة أو الاستبدال صعبة أو مكلفة. التشغيل الفوري: مصابيح LED الأشعة تحت الحمراء لديها وقت استجابة سريع ، مما يعني أنها يمكن أن تعمل وإيقاف تشغيلها على الفور تقريبًا. هذه الخاصية ضرورية للتطبيقات التي تتطلب تعديلًا سريعًا أو تبديل مصدر الضوء. الاتجاهية: تنبعث مصابيح LED الأشعة تحت الحمراء الضوء في شعاع اتجاهي ، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات التي يلزم استهدافها الدقيق لمصدر الضوء. يمكن تعزيز هذا الإخراج الاتجاهي بشكل أكبر باستخدام العدسات البصرية أو العاكسات.

تطبيقات LEDs الأشعة تحت الحمراء

تجد LEDs بالأشعة تحت الحمراء استخدامًا واسع النطاق في تطبيقات مختلفة عبر الصناعات المختلفة. تشمل بعض التطبيقات الرئيسية لمصابيح LED الأشعة تحت الحمراء: 1. الضوابط عن بُعد: تستخدم مصابيح LED بالأشعة تحت الحمراء عادة في أجهزة التحكم عن بُعد لأجهزة التلفزيون ومكيفات الهواء والأجهزة الإلكترونية الأخرى. يتم التقاط ضوء الأشعة تحت الحمراء المنبعثة من LED بواسطة مستشعر في جهاز الاستقبال ، مما يسمح بالاتصال اللاسلكي والتحكم. أنظمة الأمن: تعد LEDs الأشعة تحت الحمراء جزءًا لا يتجزأ من أنظمة الأمن ، مثل كاميرات المراقبة وأجهزة استشعار الحركة. ضوء الأشعة تحت الحمراء غير مرئي للعين البشرية ولكن يمكن اكتشافه بواسطة الكاميرات المزودة بأجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء ، مما يتيح قدرات الرؤية الليلية. أجهزة الاتصالات: يتم استخدام LEDs بالأشعة تحت الحمراء في أنظمة الاتصالات البصرية لنقل البيانات لاسلكيًا على مسافات قصيرة. يمكن أن يحمل ضوء الأشعة تحت الحمراء إشارات بيانات محصنة ضد التداخل من إشارات التردد الراديوي ، مما يجعلها مناسبة لتطبيقات الاتصال الآمنة. تطبيقات السيارات: تستخدم مصابيح LED بالأشعة تحت الحمراء بشكل متزايد في تطبيقات السيارات ، مثل أجهزة استشعار القرب وأضواء الفرامل والإضاءة الداخلية. يمكن لمستشعرات الأشعة تحت الحمراء اكتشاف الأشياء في محيط السيارة والمساعدة في أنظمة مساعدة وقوف السيارات. الأجهزة الطبية: يتم استخدام LEDs بالأشعة تحت الحمراء في الأجهزة الطبية للتطبيقات مثل العلاج بالضوء ، ومراقبة تشبع أكسجين الدم ، والتصوير الحراري. إن قدرة الضوء بالأشعة تحت الحمراء على اختراق الأنسجة تجعلها ذات قيمة للإجراءات الطبية غير الغازية. الأتمتة الصناعية: يتم استخدام مصابيح LED بالأشعة تحت الحمراء في أنظمة الأتمتة الصناعية للمهام مثل اكتشاف الكائنات ، واستشعار الموضع ، ومسح الباركود. إن موثوقية وسرعة أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء تجعلها مناسبة تمامًا للتطبيقات التصنيرية والخدمات اللوجستية.

خاتمة

الثنائيات التي تنبعث من الضوء بالأشعة تحت الحمراء (LEDs) هي أجهزة أشباه الموصلات التي تنبعث منها الضوء في طيف الأشعة تحت الحمراء ، مما يجعلها ذات قيمة لمجموعة واسعة من التطبيقات التي تتطلب مصادر إضاءة غير مرئية. إن تكوين ومبدأ العمل وخصائصه وتطبيقات LEDs بالأشعة تحت الحمراء يجعلها مكونًا متعدد الاستخدامات وضروري في مختلف الصناعات ، بما في ذلك الإلكترونيات والاتصالات والسيارات والرعاية الصحية والأمن. مثل LENTRADE LEDS من المتوقع أن تنمو. من خلال فهم المبادئ والتطبيقات الأساسية لمصابيح LED بالأشعة تحت الحمراء ، يمكن للمهندسين والباحثين الاستمرار في ابتكار وتطوير تقنيات جديدة تستفيد من الخصائص الفريدة للضوء الأشعة تحت الحمراء للتطبيقات المتنوعة.