دیودهای ساطع نور: پرایمر

نیمه هادی هایی که می توانند شکل انرژی الکتریکی را به انرژی نور تبدیل کنند، به عنوان دیودهای ساطع نور یا LED شناخته می شوند. LED ها اغلب بر اساس یکی از سه طول موج: فرابنفش، مرئی یا مادون قرمز طبقه بندی می شوند. مواد و ترکیب نیمه هادی رنگ نوری که از دستگاه ساطع می شود را تعیین می کند.

ال ای دی هایی که به صورت تجاری در دسترس هستند و دارای توان خروجی تک عنصری حداقل 5 مگاوات هستند، دارای محدوده طول موجی از 275 تا 950 نانومتر هستند. صرف نظر از سازنده، اجزای هر محدوده طول موج همه از یک خانواده از مواد نیمه هادی می آیند. در این پست، نگاهی سطح بالا به صنعت LED و همچنین یک طرح کلی از نحوه کار LED ها خواهیم داشت. انواع مختلفی از LED ها وجود دارد، و ما در مورد آن ها، همراه با طول موج های مرتبط با آنها، موادی که در ساخت آنها استفاده می شود و برخی از کاربردهای چراغ های مختلف صحبت خواهیم کرد.

ال ای دی های فرابنفش (ال ای دی UV): 240 تا 360 نانومتر

ال ای دی های UV رایج ترین کاربرد خود را در زمینه پخت صنعتی و پس از آن ضد عفونی آب و سپس کاربردهای دارویی و زیست پزشکی دارند. در طول موج های کوتاه 280 نانومتر، امکان تولید سطوحی از توان تولیدی بزرگتر از 100 مگاوات وجود داشته است. در طول موج‌های 360 نانومتر یا بیشتر، نیترید گالیوم/آلومینیوم نیترید گالیوم (GaN/AlGaN) ماده‌ای است که بیشتر برای دیودهای ساطع نور فرابنفش (LED) استفاده می‌شود. موادی که حقوق مالکیت معنوی خود را دارند برای طول موج‌های کوتاه‌تر استفاده می‌شوند. طول موج‌های کوتاه‌تر تنها توسط چند ارائه‌دهنده منتخب ساخته می‌شود، و قیمت این LED‌ها در مقایسه با قیمت بقیه محصولات LED هنوز بسیار بالا است. با این حال، بازار طول موج‌های طولانی‌تر، آنهایی که حداقل طول موج 360 نانومتر دارند، در نتیجه کاهش قیمت‌ها و عرضه‌کنندگان فراوان، پایدارتر می‌شوند.

ال ای دی هایی که از نزدیک به ماوراء بنفش تا سبز متغیر هستند: 395 تا 530 نانومتر

ایندیم گالیوم نیترید (InGaN) ماده ای است که برای تولید مواردی که در این محدوده طول موج قرار می گیرند استفاده می شود. اگرچه از نظر تئوری تولید یک طول موج در هر نقطه بین 395 تا 530 نانومتر امکان پذیر است، اکثریت تامین کنندگان بزرگ تلاش خود را بر تولید LED های آبی (در محدوده 450 تا 475 نانومتر) برای استفاده در تولید نور سفید متمرکز می کنند. دارای فسفر و ال ای دی سبز در محدوده 520 تا 530 نانومتر برای استفاده در روشنایی سبز علائم راهنمایی و رانندگی. فناوری پشت این LED ها در بیشتر محافل پیشرفته در نظر گرفته می شود. در طول چند سال گذشته، هیچ پیشرفتی در جهت افزایش بازده نوری صورت نگرفته است.

لامپ های LED از زرد-سبز تا قرمز: 565 تا 645 نانومتر

ماده نیمه رسانایی که برای این محدوده طول موج به کار می رود، به نام آلومینیوم ایندیم گالیوم فسفید یا به اختصار AlInGaP شناخته می شود. رنگ های چراغ راهنمایی و رانندگی زرد (590 نانومتر) و علائم راهنمایی و رانندگی قرمز (625 نانومتر) رنگ هایی هستند که در اکثر مواقع برای تولید آن استفاده می شوند. علاوه بر این، طول موج های سبز آهکی (یا سبز مایل به زرد 565 نانومتر) و نارنجی (605 نانومتر) با این فناوری قابل دسترسی هستند. با این حال، در دسترس بودن آنها محدودتر است.

شایان ذکر است که نه فناوری InGaN و نه AlInGaP اکنون قادر به تولید یک تابشگر سبز خالص با طول موج 555 نانومتر نیستند. برخی از فناوری‌های قدیمی‌تر وجود دارند که در این منطقه کاملاً سبز کارآمد نیستند، اما آن فناوری‌ها روشن یا کارآمد به نظر نمی‌رسند. این تا حدودی به دلیل عدم علاقه و در نتیجه کمبود تقاضا از سوی بازار است که منجر به کمبود منابع مالی برای توسعه مواد جایگزین و فرآیندهای تولید برای این محدوده طول موج شده است.

660 تا 900 نانومتر (nm) که اغلب به عنوان "قرمز عمیق تا مادون قرمز نزدیک" (IRLED) شناخته می شود.

ساختار دستگاه‌های مورد استفاده در این منطقه می‌تواند شکل‌های زیادی به خود بگیرد، اما همه آن‌ها از نوعی ماده آرسنید گالیم آلومینیوم (AlGaAs) یا آرسنید گالیم (GaAs) استفاده می‌کنند. کنترل از راه دور مادون قرمز، روشنایی دید در شب، کنترل نور صنعتی، و کاربردهای مختلف پزشکی (در 660-680 نانومتر) همگی نمونه هایی از کاربردهای این محدوده طول موج هستند.

تئوری کار در پشت LED ها

LED ها نوعی دیود نیمه هادی هستند که با عبور جریان الکتریکی از دستگاه در جهت جلو، نور تولید می کنند. یک ولتاژ الکتریکی باید به دستگاه اعمال شود تا الکترون ها در سراسر ناحیه تخلیه حرکت کنند و با یک سوراخ در طرف دیگر ترکیب شوند تا یک جفت الکترون-حفره ایجاد کنند. هنگامی که این اتفاق می افتد، الکترون انرژی ذخیره شده خود را به شکل نور می دهد که در نهایت منجر به گسیل یک فوتون می شود.

نور ساطع شده دارای طول موجی خواهد بود که با فاصله باند نیمه هادی تعیین می شود. از آنجایی که طول موج‌های کوتاه‌تر با سطوح انرژی بالاتر مطابقت دارد، موادی با فاصله باند بزرگ‌تر مسئول انتشار طول موج‌های کوتاه‌تر هستند. رسانایی در مواد با فاصله باند بیشتر، استفاده از ولتاژهای بالاتر را ضروری می کند. ال‌ای‌دی‌هایی که طول موج کوتاهی از نور آبی ماوراء بنفش ساطع می‌کنند دارای ولتاژ رو به جلو 3.5 ولت هستند، در حالی که LEDهایی که نور مادون قرمز نزدیک ساطع می‌کنند دارای ولتاژ رو به جلو بین 1.5 تا 2 هستند.{7}} V.

LED ها در حال حاضر در طیف گسترده ای از بخش ها و کاربردها در صنایع مختلف استفاده می شوند. این دستگاه ها به دلیل سطح بالای قابل اعتماد بودن، کارایی بالا و کاهش هزینه کلی سیستم در مقایسه با لیزرها و لامپ ها، قیمت بسیار مناسبی دارند و هم برای بازار مصرف و هم برای بازار صنعتی جذاب هستند. ال ای دی ها رنگ ها و فناوری های مختلفی دارند و هر کدام متناسب با کاربرد و مجموعه ای از نیازهای خاص طراحی شده اند.

نور پرقدرت Uv LED

امکانات:

● نور UV led با وات بالا از نظر اندازه و شکل شبیه به لامپ‌های UV معمولی میکروب‌کش است اما می‌تواند در خروجی UV بالاتر کار کند.

● نور UV با وات بالا به طور گسترده ای در سیستم های مجرای هوای اجباری و برنامه های ضد عفونی آب استفاده می شود.

● نور UV با وات بالا اغلب در کنترل بو و کاربردهای فتوشیمیایی یافت می شود.

● در نسخه های کم ازن و تولید کننده ازن موجود است.

مشخصات: