Was sind die verschiedenen Arten von IR-Dioden?
IR-Dioden, kurz für Infrarot-Dioden, sind Halbleiterbauelemente, die Licht mit einer Wellenlänge emittieren, die das menschliche Auge in den meisten Fällen nicht sichtbar erkennen kann. Diese Art von Diode wird in einer Vielzahl von Unterhaltungselektroniken verwendet, von Fernsehfernbedienungen bis zu winzigen Infrarotdioden, die Signale von einer Computermaus senden. Die Dioden im infraroten Farbspektrum bestehen aus Halbleitermaterialien wie Galliumarsenid, einem Mineralkristall, Germanium oder Aluminiumgalliumarsenid.
Die Arbeitsweise von IR-Dioden besteht darin, elektrische Signale in Infrarotlicht umzuwandeln, das auf spezielle Detektoren gestrahlt werden kann. Diese Empfänger führen die umgekehrte Umwandlung durch und wandeln das Infrarotlicht wieder in elektrische Signale um. Die Dioden selbst weisen elektrische Eigenschaften auf, die für verschiedene Funktionen modifiziert werden können, indem Emissionen bei unterschiedlichen Pegeln des Infrarotspektrums zugelassen werden. Auf diese Weise können einige Infrarotdioden verwendet werden, um Radio- und Fernsehempfänger elektronisch abzustimmen.
Es gibt eine Vielzahl von Anwendungen für IR-Dioden. Sie werden verwendet, um Kameras des Sicherheitssystems auszulösen, wenn Infrarot-Näherungssensoren jemanden in einem fokussierten Bereich erkennen. Militärische Infrarotanwendungen umfassen Nachtsichtgeräte, die nahe gelegene Lichtphotonen in verstärkte sichtbare Elektronen umwandeln und Details aus der Dunkelheit herausholen. Sie werden auch in Schiffsbrücken, Flugzeugen und U-Boot-Bedienfeldern als Anzeigeleuchten bei schlechten Lichtverhältnissen verwendet.
Die Infrarotsignale, die Mobiltelefone und Fernbedienungen bedienen, werden durch ein elektrisches Strahlensignal von Dioden mit bestimmten Frequenzen betrieben, um bestimmte Aufgaben auszuführen, auch wenn die Signale schwach sind. Einige an einen Fernseher angeschlossene Consumer-Spielgeräte verwenden Infrarotdioden, um mit auf dem Bildschirm angezeigten interaktiven Spielen zu kommunizieren. In medizinischen Geräten werden Infrarotdioden an Optokopplern angebracht, bei denen es sich um Schutzvorrichtungen für Stromkreise handelt. Opto-Isolatoren schützen die medizinischen Geräte, während Tests an einem Patienten durchgeführt werden, so dass elektronische Störungen oder Geräusche von medizinischen Geräten in der Nähe blockiert werden können.
Eine Art von IR-Diode wird als Tunneldiode bezeichnet, die unter Verwendung von Quantentunneln in Umgebungen mit hoher Strahlung, beispielsweise in einem Raumfahrzeug, äußerst schnell Signale verstärkt. Ein anderer Typ ist eine Leuchtdiode (LED); Dieser Typ wurde in ca. 80% der Infrarotdioden gefunden. Hochleistungs-Infrarot-LEDs konkurrieren häufig mit einer anderen Art von Infrarot-Diode, den Laserdioden, um ähnliche Aufgaben in optischen Kommunikationssystemen zu erfüllen. Andere IR-Dioden sind empfindliche Fotodioden, die Licht in Solarzellen und optischen Geräten erfassen. LED-Anordnungen können Fotodioden imitieren, wenn sie in berührungsempfindlichen Computerbildschirmen verwendet werden und Lichtreflexionen von einem Stift oder einem menschlichen Finger erfassen.
Laufende Forschungen untersuchen den Einsatz von IR-Dioden als Ersatz für Laser für kleinere Operationen in dermatologischen Praxen, da diese möglicherweise kostengünstiger sind. Darüber hinaus wird mit neuen nanokristallinen Infrarotdioden geforscht. Diese werden Quantenpunkt-LEDs genannt und werden untersucht, um festzustellen, ob sie bei längerer Strahlung an der Vanderbilt University stabil genug sind.