Vilka är de olika typerna av IR-dioder?
IR-dioder, förkortat för infraröda dioder, är halvledarkomponenter som avger ljus vid en våglängd längre än det mänskliga ögat synligt kan upptäcka i de flesta fall. Den här typen av diod används i en mängd olika elektroniska konsumentelektronik, från TV-fjärrkontroller till de små infraröda dioderna som avger signaler från en datormus. Dioderna i det infraröda färgspektrumet är tillverkade av halvledande material såsom galliumarsenid, som är en mineralkristall, germanium eller aluminiumgaliumarsenid.
Hur IR-dioder fungerar är genom att konvertera elektriska signaler till infrarött ljus som kan strålas till specialdetektorer. Dessa mottagare utför motsatt konvertering och förvandlar det infraröda ljuset till elektriska signaler igen. Dioderna har själva elektriska egenskaper som kan modifieras för olika funktioner genom att tillåta utsläpp på olika nivåer av det infraröda spektrumet. På detta sätt kan vissa infraröda dioder användas för att ställa in radio- och TV-mottagare elektroniskt.
Det finns en mängd olika användningsområden för IR-dioder. De används för att utlösa säkerhetssystemkameror när infraröda närhetssensorer upptäcker någon inom ett fokuserat område. Militära användningar av infraröd inkluderar nattvisionsinstrument som omvandlar ljusfotoner i närheten till förstärkta synliga elektroner och tar med sig detaljer ur mörkret. De används också i skeppsbroar, flygplan och kontrollpaneler för ubåtar som indikatorlampor under svagt ljus.
De infraröda signalerna som använder mobiltelefoner och fjärrkontroller drivs av en strålad elektrisk signal från dioder vid specifika frekvenser för att utföra specifika uppgifter, även om signalerna är svaga. Vissa konsumentspel enheter anslutna till en TV använder infraröda dioder för att kommunicera med interaktiva spel som visas på skärmen. I medicinsk utrustning är infraröda dioder anslutna till optoisolatorer, som är elektriska kretsskyddsanordningar. Opto-isolatorer skyddar den medicinska utrustningen medan test utförs på en patient, så att elektronisk störning eller buller från närliggande medicinsk utrustning kan blockeras.
En typ av IR-diod kallas en tunneldiod, som arbetar extremt snabbt för att förstärka signaler med kvanttunnling i miljöer med hög strålning, till exempel i ett rymdskepp. En annan typ är en ljusemitterande diod (LED); denna typ finns i cirka 80% av infraröda dioder. Högdrivna infraröda lysdioder tävlar ofta med en annan typ av infraröd diod, kallad laserdioder, för att utföra liknande uppgifter i optiska kommunikationssystem. Andra IR-dioder inkluderar de känsliga fotodioderna, som fungerar genom att avkänna ljus i solceller och optisk utrustning. Uppsättningar av lysdioder kan imitera fotodioder när de används i beröringsavkännande datorskärmar, avkänna ljusreflektioner från en pekpinnar eller mänskligt finger.
Pågående forskning undersöker att använda IR-dioder för att ersätta lasrar för mindre operationer på dermatologikontor eftersom de kan vara mer kostnadseffektiva. Dessutom forskas med nya nanokristall infraröda dioder. Dessa kallas kvantpunktslampor och undersöks för att avgöra om de kommer att vara tillräckligt stabila under långvarig strålning vid Vanderbilt universitet.