Kas yra šviesos lazerinis diodas?

Foto lazerinis diodas LED yra puslaidininkis, kuris elektros energiją paverčia šviesos energija. Skleidžiamos šviesos spalva priklauso nuo puslaidininkio medžiagos ir sudėties. Šviesos diodai paprastai skirstomi į tris bangos ilgius: ultravioletinius, matomus ir infraraudonuosius. Komercinių šviesos diodų vieno pikselio išvestis yra ne mažesnė kaip 5 mW, o bangos ilgių diapazonas yra nuo 360 nm iki 950 nm, kiekvienas pagamintas iš tam tikros puslaidininkinės medžiagos.

UV šviesos diodas: 320-360nm

UV šviesos diodai sparčiai parduodami, ypač skirti pramoniniam kietėjimui ir medicinos / biomedicinos reikmėms. Dar visai neseniai žemesnio bangos ilgio didelio efektyvumo lustų riba buvo perkelta nuo 390 nm iki 360 nm, o per ateinančius kelerius metus regione gali būti parduodami 320 nm didelio efektyvumo lustai.

Šviesos diodas nuo beveik ultravioletinių iki žalių: 395 nm{1}} nm

Bangos ilgių diapazono gaminio medžiaga yra indžio galio nitridas InGaN, kuris techniškai gali pasiekti bangos ilgį nuo 395 nm iki 530 nm. Tačiau dauguma stambių tiekėjų daugiausia dėmesio skiria mėlynų 450 nm-475NMLED, kurie naudojami baltos šviesos su fosforu gamybai, ir žalių 520 nm -530nm diapazono šviesos diodų, skirtų žaliam šviesoforo apšvietimui, gamyba.

Mėlynosios bangos ilgio diapazone pastebima sparti pažanga ir padidėjęs efektyvumas, ypač tęsiantis lenktynėms sukurti ryškesnius ir ryškesnius baltos šviesos šaltinius.

Nuo tamsiai raudonos iki beveik infraraudonųjų spindulių (IRLED): 660 nm -900 nm

Šiame regione yra daug įrenginių struktūros variantų, tačiau visuose naudojamos aliuminio galio arsenido AlGaAs arba GaAs medžiagos. Vis dar stengiamasi, kad šie įrenginiai būtų efektyvesni, tačiau šie patobulinimai yra laipsniški. Taikymas apima infraraudonųjų spindulių IR nuotolinio valdymo pultą, naktinio matymo apšvietimą, pramoninės šviesos valdymą ir įvairias medicinos programas (660 nm{1}} nm).

Kaip veikia šviesos diodai

Šviesos diodai yra puslaidininkiniai diodai, kurie skleidžia šviesą, kai elektros srovė yra nukreipta į prietaiso kryptį. Turi būti tiekiama pakankamai įtampos, kad elektronai praeitų per nuostolių zoną ir susijungtų su skyle kitoje pusėje, kad sudarytų elektronų ir skylių porą. Kai taip atsitinka, elektronas išskiria savo energiją šviesos pavidalu, o rezultatas yra fotonų emisija. Puslaidininkio juostos tarpas lemia skleidžiamos šviesos bangos ilgį, o trumpesnis bangos ilgis prilygsta daugiau energijos, todėl medžiaga, turinti didesnį juostos tarpą, skleidžia trumpesnį bangos ilgį. Medžiagai su didesniu juostos tarpu taip pat reikalinga didesnė laidumo įtampa. Trumpabangio UV mėlyno šviesos diodo tiesioginė įtampa yra 3,5 volto, o artimųjų infraraudonųjų spindulių šviesos diodo tiesioginė įtampa yra 1.5-2.0 voltų.

Bangos ilgio prieinamumas ir efektyvumas

Didelio efektyvumo šviesos diodas gali būti gaminamas bet kuriame bangos ilgio diapazone, tik nuo 535 nm iki 560 nm diapazonas negali sukurti didelio efektyvumo LED lempučių. Svarbiausi tam tikro bangos ilgio komercializavimo veiksniai yra susiję su rinkos potencialu, paklausa ir pramonės standarto bangos ilgiais. Tai ypač akivaizdu 420 nm -460nm, 480 nm-520 nm ir 680 nm-800 nm srityse, nes šie bangų ilgių diapazonai nėra plačiai naudojami. Gamintojų, siūlančių LED gaminius šiems bangų ilgių diapazonams, nėra daug. Nepaisant to, galima rasti mažų ir vidutinių tiekėjų, galinčių pasiūlyti šiuos specifinius bangos ilgius pagal klientų poreikius. Kiekviena medžiagos technika turi tam tikrą bangos ilgių diapazoną, kuriame taškas yra efektyviausias. Šis taškas yra labai arti kiekvieno diapazono vidurio. Didėjant arba mažėjant puslaidininkių dopingo lygiui nuo optimalaus kiekio, efektyvumas mažėja, todėl mėlyni šviesos diodai turi didesnę galią nei žalios arba beveik UV šviesos, gintaro spalvos yra daugiau nei geltonai žalios, o artimųjų infraraudonųjų spindulių spinduliai yra geresni už 660 nm. . Jei reikia rinktis, geriausia projektuoti asortimento centrui, o ne kraštui, gaminį lengviau gauti, jei nedirbate medžiagų technologijos pakraštyje.

1 - pav. Taikykite lygtį I=(Vcc-Vf)/RL, kad rastumėte dabartinę reikšmę. Norint absoliučiai nustatyti srovės srautą grandinėje, turi būti išmatuotas kiekvienas LED VF ir nurodyta atitinkama apkrovos varža. Praktiškai komerciniais tikslais Vcc yra suprojektuotas taip, kad būtų daug didesnis nei VF, todėl nedideli VF pokyčiai neturi didelės įtakos bendrai srovei. Šios grandinės trūkumas yra didelis galios praradimas per RL. Tais atvejais, kai darbinės temperatūros diapazonas yra labai siauras (mažiau nei 30 laipsnių) arba kai šviesos diodo išvestis nėra kritinė, galima naudoti paprastą grandinę, kurioje naudojamas srovę ribojantis rezistorius, kaip parodyta paveikslėlyje: Geresnis būdas vairuoti. LED turi naudoti nuolatinės srovės šaltinį (žr. 2 pav.). Grandinė tieks tą pačią srovę iš įrenginio į įrenginį ir per temperatūros pokyčius. Jis taip pat sunaudoja mažiau energijos nei naudojant paprastus srovę ribojančius rezistorius. Komercinių, jau paruoštų LED tvarkyklių galima įsigyti iš daugelio skirtingų šaltinių. Paprastai šiose operacijose naudojamas ryškumo valdymo impulso pločio moduliavimo (PWM) principas.

Tiekti srovę ir įtampą į šviesos diodą

Nors šviesos diodai yra puslaidininkiai ir jiems veikti reikalinga minimali įtampa, jie vis tiek yra diodai ir turi veikti srovės režimu. DC režimu šviesos diodai veikia dviem pagrindiniais būdais. Paprasčiausias ir dažniausiai naudojamas srovę ribojantis rezistorius (žr. 1 pav.). Šio metodo trūkumas yra didelis atsparumo šilumos ir galios nuostolis. Kad srovė išliktų stabili tarp temperatūros pokyčių ir įrenginių, maitinimo įtampa turėtų būti daug didesnė už šviesos diodo tiesioginę įtampą.

2 - pav. Tikslios stabilios grandinės pavyzdys. Ši grandinė dažnai vadinama nuolatinės srovės šaltiniu. Atkreipkite dėmesį, kad maitinimo srovę lemia maitinimo įtampa (Vcc) atėmus Vin, padalytą iš R1, (Vcc-VIN)/R1.

Kontaktinė informacija:

Jei turite kokių nors idėjų, nedvejodami pasikalbėkite su mumis. Nesvarbu, kur yra mūsų klientai ir kokie yra mūsų reikalavimai, sieksime savo tikslo teikti klientams aukštą kokybę, žemas kainas ir geriausias paslaugas.