LEDS-Wellenlängen und -Anwendungen

Lichtemittierende Dioden (LEDs) sind Halbleiter, die elektrische Energie in Lichtenergie umwandeln. Die Farbe des emittierten Lichts hängt von dem Halbleitermaterial und der Zusammensetzung ab, wobei LEDs im Allgemeinen in drei Wellenlängen eingeteilt sind: Ultraviolett, sichtbar und Infrarot.

Der Wellenlängenbereich der im Handel erhältlichen LEDs mit einer Ein-Element-Ausgangsleistung von mindestens 5 MW beträgt 275 bis 950 nm. Jeder Wellenlängenbereich erfolgt unabhängig vom Hersteller aus einer spezifischen Familie der Halbleitermaterial. Dieser Artikel bietet einen Überblick über den LED -Betrieb und einen kurzen Blick auf die Branche. Verschiedene Arten von LEDs, die entsprechenden Wellenlängen, die in ihrer Zusammensetzung verwendeten Materialien und einige Anwendungen für die spezifischen Lampen werden ebenfalls diskutiert.

LEDs sind Halbleiterdioden, die Licht emittieren, wenn ein elektrischer Strom in die Vorwärtsrichtung des Geräts aufgetragen wird-eine elektrische Spannung, die groß genug ist, damit sich die Elektronen über den Verarmungsbereich bewegen und sich mit einem Loch auf der anderen Seite kombinieren müssen, um ein Elektronenlochpaar anzubringen. In diesem Fall setzt das Elektron seine Energie in Form von Licht frei, und das Ergebnis ist ein emittiertes Photon.

Die Bandlücke des Halbleiters bestimmt die Wellenlänge des emittierten Lichts. Kürzere Wellenlängen sind gleicherer Energie, und daher emittieren die Materialien mit höheren Bande kürzere Wellenlängen. Mit höheren Bandgapermaterialien sind auch höhere Spannungen für die Leitung erforderlich. UV-Blau-LEDs mit kurzer Wellenlänge haben eine Vorwärtsspannung von 3,5 V, während Nah-IR-LEDs eine Vorwärtsspannung von 1,5 bis 2,0 V haben.

Der übergeordnete Faktor, ob eine bestimmte Wellenlänge im Handel erhältlich ist oder nicht, hat mit Marktpotential, Nachfrage und Branchenstandardwellenlängen zu tun. Dies ist besonders ausgeprägt in den Regionen 420 bis 460 nm, 480 bis 520 nm und 680 bis 800 nm. Da es keine hochvolumigen Anwendungen für diese Wellenlängenbereiche gibt, gibt es keine hochvolumigen Hersteller, die LED-Produkte für diese Bereiche bereitstellen. Es ist jedoch möglich, kleine oder mittelgroße Lieferanten zu finden, die Produkte anbieten, um diese speziellen Wellenlängen auf kundenspezifischer Basis zu füllen.

Leichte emittierende Dioden (LEDs) können Licht über einen weiten Bereich von Wellenlängen ausgehen, von Ultraviolett (UV) über sichtbares Licht bis hin zu Infrarot (IR). Jeder Wellenlängenbereich bietet einzigartige Eigenschaften, die in verschiedenen Anwendungen genutzt werden. Unten finden Sie eine detaillierte Übersicht über LED -Wellenlängen und deren Anwendungen:

Ultraviolette (UV) LEDs (200–400 nm)

• UV-C-LEDs (200–280 nm) :
  • Sterilisation und Desinfektion : UV-C-LEDs werden häufig in Wasserreinigungssystemen, Luftsterilisatoren und Oberflächendesinfektionsmitteln verwendet. Durch die Störung der DNA- und RNA -Strukturen von Bakterien und Viren können sie nicht in der Lage sein, sich zu reproduzieren und die Sterilisation effektiv zu erreichen.
  • Medizinische Anwendungen : Sie werden in Anwendungen wie Luftdesinfektion in Operationssälen und Sterilisation von medizinischen Geräten verwendet.
• UV-B-LEDs (280–315 nm) :
  • Phototherapie : UV-B-LEDs werden in medizinischen Behandlungen für Hauterkrankungen wie Psoriasis und Vitiligo verwendet. UV-B-Strahlung stimuliert die Vitamin-D-Produktion in der Haut und hilft in therapeutischen Prozessen.
  • Dermatologie : Sie helfen bei der Behandlung von Hauterkrankungen wie Ekzemen und Akne vulgaris.

• UV-A LEDs (315–400 nm) :
  • Photolithographie : UV-A-LEDs sind bei der Herstellung von Halbleitern von entscheidender Bedeutung, um komplizierte Muster für Siliziumwafer zu erstellen.
  • Aushärtenanwendungen : Sie werden in der schnellen Heilung von Tinten, Beschichtungen und Klebstoffen verwendet, wodurch die Produktionseffizienz verbessert wird.
  • Fluoreszenzanalyse : Sie spielen eine Rolle bei nicht zerstörerischen Tests und forensischen Analysen. Zum Beispiel können Substanzen, die unter UV-A-Licht fluoreszieren, wie Körperflüssigkeiten an Tatorten, fluoreszieren.
    

400–700 nm sichtbare Licht -LEDs (sichtbar)

• Blaue LEDs (430–470 nm) :
  • Zahninstrumente : Blaue LEDs werden in Zahnhärtungsgeräten verwendet, um Zahnverbundwerkstoffe während der Verfahren wie Füllungen und Dichtungsmittel zu härten.
  • Phototherapie : Blaue LED -Phototherapie wird zur Behandlung von Neugeborenengefäldungen verwendet, indem überschüssiges Bilirubin bei Säuglingen abgebaut wird.
  • Gartenbaubeleuchtung : Blaues Licht fördert das vegetative Wachstum der Pflanzen durch Verbesserung der Chlorophyllabsorption und macht es für den Anbau von Pflanzen von Vorteil.
    

• Grüne LEDs (520–530 nm) :
  • Verkehrssignallichter : Grüne LEDs werden aufgrund ihrer hohen Sicht in grünen Verkehrssignalen verwendet.
  • Anzeigen und Anzeigen : Sie werden üblicherweise in elektronischen Geräten als Statusindikatoren und Anzeigen von Bildschirmen verwendet.

• Bernstein -LEDs (580–590 nm) :
  • Verkehrssignallichter : Bernstein -LEDs werden in Bernstein- oder gelben Verkehrssignalen verwendet.
  • Warnlichter : Sie dienen als Vorsichtssignale und Warnungen in industriellen Umgebungen.
• Rote LEDs (630–640 nm) :
  • Verkehrssignallichter : Rote LEDs sind Standard für rote Stoppsignale in Verkehrssystemen.
  • Anzeigen und Anzeigen : Sie werden in verschiedenen Signalgeräten und elektronischen Anzeigen verwendet.
  • Medizinische Anwendungen : Rotlicht fördert den Zellstoffwechsel und beschleunigt die Wundheilung. Zum Beispiel können 630–640 nm rotes Licht Schmerzen und Entzündungen in Muskeln und Gelenken reduzieren.
• Tiefe rote LEDs (660–680 nm) :
  • Blutoximetrie und Analyse : Deep Red LEDs werden verwendet, um die Blutsauerstoffsättigung zu messen und bei medizinischer Diagnostik und Laborgeräten zu helfen.
  • Photodynamische Therapie : Sie werden in lichtaktivierten Arzneimittelbehandlungen für Krebszellen angewendet.
  • Gartenbaubeleuchtung : Deeprotes Licht stimuliert die Blüte und das Frucht in Pflanzen und verbessert die landwirtschaftliche Produktivität.
  • Medizinische ästhetische Behandlungen : 660 nm rotes Licht wird in Haarwachstumsvorrichtungen verwendet, um Erkrankungen wie androgenetische Alopezie zu behandeln. Studien haben gezeigt, dass eine kontinuierliche Exposition gegenüber 660 nm rotem Licht die Haardichte erhöhen kann.
    

Infrarot (IR) LEDs (700 nm - 1 mm)

• • Nahinfrarot-LEDs (700–850 nm) :
    • Nachtsichtbeleuchtung : Sie bieten eine unsichtbare Beleuchtung, die durch Nachtsichtgeräte und CCD-Kameras, die in Night-Vision-Geräten verwendet werden, erkannt werden können.
    • Erfassung und Erkennung : Sie sind ein wesentlicher Bestandteil von Proximity -Sensoren, optischen Encodern und Sicherheitslichtvorhängen in Automatisierungssystemen.
  • Nahinfrarot-LEDs (850–940 nm) :
    • Photoelektrische Steuerelemente : Sie werden in Fernerkundungs- und Schaltgeräten für die industrielle Automatisierung verwendet.
    • Verdeckte Beleuchtung : Sie ermöglichen Überwachungssysteme, die für die Überwachung der Probanden nicht nachweisbar bleiben.
  • 1,400–3.000 nm) mittlerer Infrarot-LEDs :
    • Wärmebildgebung und Überwachung : Mid-Infrared-LEDs werden in thermischen Bildgebungskameras zur Vorhersagewartung und zur Prozessüberwachung durch Erkennung von Wärmesignaturen verwendet.
    • Gaserkennungsausrüstung : Sie helfen dabei, die Gasemissionen in industriellen Prozessen zu identifizieren und um die Einhaltung der Umwelt zu gewährleisten.
  • Tiefe Infrarot -LEDs (3–25 μm) :
    • Spektroskopie und Materialanalyse : Sie werden verwendet, um chemische Zusammensetzungen und molekulare Strukturen zu bestimmen.
    • Qualitätskontrolle : Sie gewährleisten die Prozessüberprüfung in der Herstellung.
      

• Weiße LEDs : Weiße LEDs werden hauptsächlich für die allgemeine Beleuchtung verwendet. Sie werden auch in LCD -Hintergrundbeleuchtung, Automobillichtern und Straßenbeleuchtung aufgetragen.
• RGB -LEDs : RGB -LEDs werden häufig in Werbeanzeigen, dekorativen Beleuchtung und Bühnenbeleuchtung verwendet. Indem sie verschiedene Intensitäten von Rot, Grün und blauem Licht mischen, erzeugen sie eine breite Palette von Farben.

LEDs sind zuverlässiger als Laser, kosten im Allgemeinen weniger und können mit niedrigeren Schaltkreisen angetrieben werden. Die Europäische Union hat sich nun den USA angeschlossen bei der Klassifizierung von LEDs als separate Einheit. Glücklicherweise tragen LEDs nicht die gleichen Sicht der Augensicherheit oder Warnungen wie Laser und Laserdioden. Andererseits können LEDs nicht zu extrem kleinen, stark kollimierten und optisch dichten Stellen verarbeitet werden. In Anwendungen, bei denen eine extrem hohe Stromdichte in einem kleinen Bereich erforderlich ist, ist fast immer ein Laser erforderlich.

LEDs werden jetzt in einer Vielzahl verschiedener Märkte und Anwendungen verwendet. Ihre hohe Zuverlässigkeit, hohe Effizienz und niedrigere Gesamtsystemkosten im Vergleich zu Lasern und Lampen machen diese Geräte für Verbraucher- und Industriesegmente sehr erschwinglich und attraktiv. Jede einzelne LED -Technologie und/oder Farbe wurde entwickelt, um spezifische Verwendungen und Anforderungen zu erfüllen.