Pierwsza w historii dioda elektroluminescencyjna (LED) o spektrum widzialnym została opracowana w 1962 roku przez profesora Nickrapidly’ego i w ciągu kilku lat została skomercjalizowana. W tamtym czasie można było kupić tylko kolor czerwony, o bardzo niskiej jasności i nierównych partiach. Niemniej jednak diody LED stanowią pierwszy znaczący krok naprzód w dziedzinie żarówek i neonowych źródeł światła, dzięki czemu oświetlenie półprzewodnikowe stało się rzeczywistością na rynku masowym.
Pomimo początkowych braków, diody te szybko zaczęto stosować jako wskaźniki i czytniki cyfrowe, albo jako matryce LED, albo jako wyświetlacze 7-segmentowe z lufowymi soczewkami. Dalsze prace badawczo-rozwojowe doprowadziły do kolejnych przełomów, w tym opracowania żółtych i zielonych diod LED w latach 70. XX wieku oraz wytworzenia jasnoniebieskich diod LED w połowie lat 90. XX wieku.
To dzieło toruje drogę białemu światłu poprzez połączenie niebieskiej diody LED z czerwoną i zieloną diodą LED lub dodanie fluorescencyjnej powłoki proszkowej. LED zajmuje wszechstronną wiodącą pozycję w obszarach zastosowań, takich jak oświetlenie podświetlające i oświetlenie regionalne. Podobnie jak cała jego historia rozwoju, jest ona powszechnie znana.
Niemniej jednak istnieje mniej zauważalny aspekt rozwoju diod LED: rozwój urządzeń półprzewodnikowych, które emitują światło głównie lub tylko w zakresie podczerwieni (IR) widma. Dlatego wyjścia tych diod LED nie są widoczne. Chociaż przeciętnemu konsumentowi może to nie wydawać się przydatne, te diody LED na podczerwień, bardziej odpowiednio zwane emiterami podczerwieni, są cenne w nauce, przemyśle, wykrywaniu, weryfikacji tożsamości, śledzeniu biometrycznym, a nawet w niektórych zastosowaniach konsumenckich.
Unikalne właściwości emiterów podczerwieni
Podobnie jak czerwona dioda LED, pierwsze emitery podczerwieni miały ograniczone i niestabilne działanie. Niemniej jednak diody te mają wiele zalet w porównaniu z konwencjonalnymi źródłami światła podczerwonego, takimi jak żarówki żarowe z filtrem.
Dzisiejsze emitery podczerwieni oferują doskonałą wydajność we wszystkich głównych parametrach elektrycznych i optycznych. Ponadto te emitery podczerwieni można dostosować do określonych atrybutów wydajności, aby zoptymalizować i podkreślić atrybuty wydajności, umożliwiając użytkownikom wybór emiterów podczerwieni, które zapewniają doskonałą wydajność w docelowych zastosowaniach.
Wyjściowe długości fal tych nadajników są zwykle wyśrodkowane przy 850 nm, 920 nm i 940 nm (rysunek 1). Należy zauważyć, że 850 nm zbliża się do rozmytej granicy między obszarami widma widzialnego i podczerwonego, więc emiter podczerwieni o krótszej długości fali emituje lekkie czerwone światło.
Rysunek 1: Robocza długość fali nadajnika podczerwieni mieści się w zakresie od 780 nm do 1400 nm; Powszechnie stosowana długość fali podczerwieni 850 nm może również zawierać pewną ilość widzialnego światła czerwonego, ponieważ znajduje się blisko krawędzi czerwonego widma światła widzialnego. Zdjęcie: Gigahertz-Optik Inc.)
Wiodący zespół nadajnika podczerwieni
Promienniki podczerwieni OSLON P1616 i OSLON Black firmy ams OSRAM stanowią przykład możliwości i postępu technologicznego emiterów podczerwieni. Obie serie wykorzystują technologię ams OSRAM IR: 6 chipów w celu poprawy wydajności, w tym ulepszony wewnętrzny reflektor chipowy i konstrukcję lustra chipowego, co zmniejsza straty optyczne w chipie, jednocześnie zwiększając intensywność promieniowania.g. Według ams OSRAM wydajność konwersji EO i moc wyjściowa produkowanych nadajników podczerwieni są zwiększone odpowiednio o 42% i 35% w porównaniu z istniejącymi produktami.
Główną różnicą pomiędzy OSLON P1616 i OSLON Black jest wyjątkowo mały rozmiar tego pierwszego, podczas gdy ten drugi zapewnia różnorodność kształtów i trybów oświetlenia.
Na przykład urządzenie P1616, takie jak SFH 4182BS-CB2DB1-11 (ryc. 2, góra), to urządzenie na podczerwień dużej mocy o długości fali emisji 940 nm (ryc. 2, lewy dolny róg), które ma mały rozmiar 1,6 × 1,6 mm i nadaje się do gęstej konstrukcji. Wysokość tych urządzeń może się różnić w zależności od obiektywu i stylu. Zastosowania obejmują biometrię w aplikacjach kontroli dostępu, certyfikację rozpoznawania twarzy 2D w laptopach i inteligentnych dzwonkach do drzwi oraz oświetlenie w podczerwieni.
Seria P1616 ma optymalną nominalną intensywność promieniowania w swoim rodzaju od 190 do 765 mW/Sterley (mW/sr) przy strumieniu promieniowania od 1000 mW do 1650 mW. Typowe natężenie promieniowania dla SFH 4182BS-CB2DB1-11 wynosi 455 mW przy maksymalnym strumieniu promieniowania 1650 mW. Natężenia i strumienie promieniowania mierzone są przy natężeniu 1 ampera (A), ale ich wartości mogą się różnić w zależności od przyrostka wyposażenia.
SFH 4182BS-CB2DB1-11 wykazuje również określoną charakterystykę promieniowania kątowego (rys. 2, prawy dolny róg) przy prądzie przewodzenia 1 A i szerokości impulsu 10 ms. Technologia Nanostack zwiększa moc wyjściową o prawie 180% i oferuje wersję z soczewką, która w dowolnym momencie spełnia potrzeby związane z importem projektów, natomiast wersja bez soczewki umożliwia użytkownikom dostosowywanie układów optycznych.