اولین دیود ساطع نور طیف مرئی (LED) در تاریخ در سال 1962 توسط پروفسور نیکراپیدی در عرض چند سال توسعه یافت. در آن زمان، شما فقط می توانستید قرمز، با روشنایی بسیار کم و دسته های ناسازگار بخرید. با این وجود، LED اولین جهش قابل توجه به جلو برای منابع نور رشته ای و نئون است که نورپردازی حالت جامد را برای بازار انبوه به واقعیت تبدیل می کند.
علیرغم کمبودهای اولیه، این ال ای دی ها به سرعت به عنوان نشانگر و خواننده دیجیتال، یا به عنوان ماتریس LED یا به عنوان نمایشگر 7 قسمتی با بارلن مورد استفاده قرار گرفتند. تحقیق و توسعه بیشتر منجر به پیشرفت های بیشتری شد، از جمله توسعه LED های زرد و سبز در دهه 1970 و ایجاد LED های آبی روشن در اواسط دهه 1990.
این خلاقیت با ترکیب LED آبی با LED قرمز و سبز یا افزودن پوشش پودری فلورسنت راه را برای نور سفید هموار می کند. LED در زمینه های کاربردی مانند نور پس زمینه و روشنایی منطقه ای یک موقعیت پیشرو جامع را به خود اختصاص داده است. به عنوان بقیه تاریخ توسعه کامل آن، به طور گسترده ای شناخته شده است.
با این وجود، یک جنبه کمتر قابل درک از توسعه LED وجود دارد: توسعه دستگاه های حالت جامد که نور را عمدتاً یا فقط در ناحیه مادون قرمز (IR) طیف ساطع می کنند. بنابراین خروجی های این ال ای دی ها قابل مشاهده نیستند. در حالی که این ممکن است برای مصرف کننده معمولی مفید به نظر نرسد، این LED های مادون قرمز، که به طور مناسب تری فرستنده مادون قرمز نامیده می شوند، در علم، صنعت، سنجش، تأیید هویت، ردیابی بیومتریک و حتی برخی از برنامه های مصرف کننده ارزشمند هستند.
خواص منحصر به فرد ساطع کننده های مادون قرمز
مانند LED قرمز، اولین ساطع کننده های IR عملکرد محدود و نامنظمی داشتند. با این وجود، این LED ها مزایای زیادی نسبت به منابع نور مادون قرمز معمولی مانند رشته های رشته ای از نوع فیلتر دارند.
ساطع کننده های مادون قرمز امروزی عملکرد عالی در تمام پارامترهای اصلی الکتریکی و نوری ارائه می دهند. علاوه بر این، این فرستندههای IR را میتوان برای ویژگیهای عملکردی خاص برای بهینهسازی و برجسته کردن ویژگیهای عملکرد سفارشی کرد و به کاربران این امکان را میدهد تا فرستندههای IR را انتخاب کنند که عملکرد برتر را در برنامههای هدف خود ارائه میدهند.
طول موج های خروجی این فرستنده ها معمولاً در 850 نانومتر، 920 نانومتر و 940 نانومتر متمرکز هستند (شکل 1). توجه داشته باشید که 850 نانومتر به مرز تار بین نواحی مرئی و مادون قرمز طیف نزدیک می شود، بنابراین یک تابشگر IR با طول موج کوتاه تر، نور قرمز کمی ساطع می کند.
شکل 1: طول موج عملکرد فرستنده مادون قرمز از 780 نانومتر تا 1400 نانومتر متغیر است. طول موج IR 850 نانومتری که به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد، ممکن است حاوی مقداری نور قرمز مرئی نیز باشد، زیرا نزدیک به لبه طیف قرمز نور مرئی است. تصویر: Gigahertz-Optik Inc.)
مجموعه فرستنده مادون قرمز پیشرو
ساطع کننده های مادون قرمز OSLON P1616 و OSLON Black ams OSRAM نمونه ای از قابلیت ها و پیشرفت های تکنولوژیکی فرستنده های مادون قرمز هستند. هر دو سری از فناوری تراشههای ams OSRAM IR: 6 برای بهبود عملکرد استفاده میکنند، از جمله بهبود بازتابنده داخلی تراشه و طراحی آینه تراشه، که باعث کاهش تلفات نوری در تراشه و در عین حال افزایش شدت تابش میشود. راندمان تبدیل EO و توان خروجی فرستنده های IR تولید شده به ترتیب 42 و 35 درصد در مقایسه با محصولات موجود افزایش یافته است.
تفاوت اصلی بین OSLON P1616 و OSLON Black اندازه فوق العاده کوچک اولی است، در حالی که دومی شکل ها و حالت های نوری متنوعی را ارائه می دهد.
به عنوان مثال، یک دستگاه P1616، مانند SFH 4182BS-CB2DB1-11 (شکل 2، بالا)، یک دستگاه مادون قرمز پرقدرت با طول موج تابشی 940 نانومتر است (شکل 2، سمت چپ پایین)، که دارای اندازه کوچک 1.6 × 1.6 میلی متر است و برای طراحی مناسب است. ارتفاع این دستگاه ها بسته به نوع لنز و سبک ممکن است متفاوت باشد. برنامههای کاربردی شامل بیومتریک برای برنامههای کنترل دسترسی، گواهینامه تشخیص چهره ۲ بعدی برای لپتاپها و زنگهای هوشمند درب، و نور مادون قرمز است.
سری P1616 دارای شدت تابش اسمی بهینه 190 تا 765 mW/Sterley (mW/sr) با شار تابشی 1000 مگاوات تا 1650 مگاوات است. شدت تابش معمولی برای SFH 4182BS-CB2DB1-11 455 مگاوات با حداکثر شار تابش 1650 میلی وات است. شدت و شار تابش با 1 آمپر (A) اندازه گیری می شود، اما مقادیر آنها ممکن است بسته به پسوند تجهیزات متفاوت باشد.
SFH 4182BS-CB2DB1-11 همچنین یک مشخصه تابش زاویه ای مشخص (شکل 2، سمت راست پایین) را در جریان رو به جلو 1 A و عرض پالس 10 میلی ثانیه نشان می دهد. فناوری Nanostack توان خروجی را تقریباً 180 درصد بهبود میبخشد و یک نسخه لنز برای رفع نیازهای وارداتی طراحی در هر زمان ارائه میکند، در حالی که یک نسخه بدون لنز به کاربران اجازه میدهد طرحبندیهای نوری را سفارشی کنند.