Quali sono i diversi tipi di diodi IR?
I diodi IR, abbreviazione di diodi a infrarossi, sono componenti a semiconduttore che emettono luce a una lunghezza d'onda più lunga di quanto l'occhio umano possa rilevare visibilmente nella maggior parte dei casi. Questo tipo di diodo viene utilizzato in una varietà di elettronica di consumo, dai telecomandi della televisione ai piccoli diodi a infrarossi che emettono segnali da un mouse del computer. I diodi nello spettro cromatico a infrarossi sono realizzati con materiali semiconduttori come l'arseniuro di gallio, che è un arsenuro di cristallo minerale, germanio o gallio di alluminio.
Il modo in cui i diodi IR funzionano è convertendo i segnali elettrici in luce infrarossa che può essere trasmessa a rivelatori speciali. Questi ricevitori eseguono la conversione opposta, trasformando nuovamente la luce infrarossa in segnali elettrici. I diodi stessi hanno caratteristiche elettriche che possono essere modificate per funzioni diverse consentendo emissioni a livelli diversi dello spettro infrarosso. In questo modo, alcuni diodi a infrarossi possono essere utilizzati per sintonizzare elettronicamente ricevitori radio e televisivi.
Esistono numerosi usi per i diodi IR. Sono utilizzati per attivare le telecamere del sistema di sicurezza quando i sensori di prossimità a infrarossi rilevano qualcuno all'interno di un'area focalizzata. Gli usi militari dell'infrarosso includono strumenti di visione notturna che convertono i fotoni di luce vicini in elettroni visibili amplificati e portano i dettagli fuori dall'oscurità. Sono inoltre utilizzati in ponti di navi, aeromobili e pannelli di controllo sottomarini come indicatori luminosi di visualizzazione in condizioni di scarsa illuminazione.
I segnali a infrarossi che utilizzano telefoni cellulari e telecomandi sono gestiti da un segnale elettrico irradiato da diodi a frequenze specifiche per eseguire compiti specifici, anche quando i segnali sono deboli. Alcuni dispositivi di gioco di consumo collegati a un televisore utilizzano diodi a infrarossi per comunicare con giochi interattivi visualizzati sullo schermo. Nelle apparecchiature mediche, i diodi a infrarossi sono collegati agli optoisolatori, che sono dispositivi di protezione dei circuiti elettrici. Gli optoisolatori proteggono le apparecchiature mediche durante l'esecuzione dei test su un paziente, in modo da poter bloccare qualsiasi interferenza elettronica o rumore proveniente dalle apparecchiature mediche vicine.
Un tipo di diodo IR è chiamato diodo a tunnel, che funziona in modo estremamente rapido per amplificare i segnali utilizzando il tunneling quantistico in ambienti ad alta radiazione, come in un veicolo spaziale. Un altro tipo è un diodo a emissione di luce (LED); questo tipo si trova in circa l'80% dei diodi a infrarossi. I LED a infrarossi ad alta potenza spesso competono con un altro tipo di diodo a infrarossi, chiamato diodi laser, nell'esecuzione di compiti simili nei sistemi di comunicazione ottica. Altri diodi IR includono i fotodiodi sensibili, che funzionano rilevando la luce nelle celle solari e nelle apparecchiature ottiche. Le matrici di LED possono imitare i fotodiodi quando utilizzate negli schermi di computer sensibili al tocco, rilevando i riflessi di luce da uno stilo o un dito umano.
La ricerca in corso sta studiando come utilizzare i diodi IR per sostituire i laser per piccoli interventi chirurgici negli uffici di dermatologia in quanto potrebbero essere più convenienti. Inoltre, sono in corso ricerche con nuovi diodi a infrarossi a nanocristallo. Questi sono chiamati LED a punti quantici e vengono studiati per determinare se saranno abbastanza stabili in presenza di radiazioni prolungate alla Vanderbilt University.