דיודות פולטות אור: פריימר
מוליכים למחצה שיכולים לשנות את צורת האנרגיה החשמלית לאנרגיית אור ידועים בשם דיודות פולטות אור, או נוריות LED. נוריות LED מסווגות לרוב לפי אחד משלושה אורכי גל: אולטרה סגול, גלוי או אינפרא אדום. החומר וההרכב של המוליך למחצה קובעים את צבע האור הנפלט מהמכשיר.
לנוריות LED הזמינות באופן מסחרי ובעלות הספק פלט של אלמנט בודד של לפחות 5 mW יש טווח אורכי גל המשתרע בין 275 ל-950 ננומטר. ללא קשר ליצרן, הרכיבים עבור כל טווח אורכי גל מגיעים כולם מאותה משפחה של חומרים מוליכים למחצה. בפוסט זה, נסקור ברמה גבוהה את תעשיית ה-LED וכן נספק קווי מתאר כיצד פועלים נוריות LED. ישנם סוגים רבים ושונים של לדים, ונדבר עליהם, יחד עם אורכי הגל המתואמים אליהם, החומרים המשמשים בבנייתם, וכמה יישומים עבור הנורות השונות.
נוריות אולטרה סגול (נוריות UV): 240 עד 360 ננומטר
נוריות UV מוצאות את היישום הנפוץ ביותר שלהן בתחום הריפוי התעשייתי, לאחר מכן חיטוי מים ולאחר מכן יישומים רפואיים וביו-רפואיים. באורכי גל קצרים כמו 280 ננומטר, ניתן היה לייצר רמות של ייצור חשמל גדולות מ-100 mW. באורכי גל של 360 ננומטר או יותר, גליום ניטריד/אלומיניום גליום ניטריד (GaN/AlGaN) הוא החומר הנפוץ ביותר עבור דיודות פולטות אור אולטרה סגול (LED). חומרים בעלי זכויות קניין רוחני משלהם משמשים עבור אורכי גל קצרים יותר. אורכי גל קצרים יותר מיוצרים על ידי מספר ספקים נבחרים בלבד, והמחירים עבור נוריות LED אלה עדיין גבוהים למדי בהשוואה לתמחור של שאר היצע מוצרי LED. עם זאת, השוק של אורכי גל ארוכים יותר, אלה באורך של 360 ננומטר לפחות, הופך ליציב יותר כתוצאה מירידת מחירים ושפע של ספקים.
נוריות LED שנעות בין כמעט אולטרה סגול לירוק: 395 עד 530 ננומטר
אינדיום גליום ניטריד (InGaN) הוא החומר המשמש לייצור פריטים שנכנסים לטווח אורכי גל זה. למרות שבאופן תיאורטי ניתן לייצר אורך גל בכל נקודה בין 395 ל-530 ננומטר, רובם המכריע של הספקים הגדולים ממקדים את מאמציהם ביצירת נוריות LED כחולות (בטווח של 450 עד 475 ננומטר) לשימוש בייצור אור לבן עם זרחנים ונוריות LED ירוקות בטווח של 520 עד 530 ננומטר לשימוש בתאורה ירוקה של אותות תנועה. הטכנולוגיה מאחורי נוריות הלד הללו נחשבת למתקדמת ברוב החוגים. במהלך השנים האחרונות, התקדמות מועטה עד לא הייתה להגברת היעילות האופטית.
נוריות LED הנעות בין צהוב-ירוק לאדום: 565 עד 645 ננומטר
החומר המוליך למחצה המשמש עבור טווח אורכי גל זה ידוע בשם אלומיניום אינדיום גליום פוספיד, או בקיצור AlInGaP. הצבעים צהוב (590 ננומטר) ואדום (625 ננומטר) הם הצבעים המשמשים לייצור אותו רוב הזמן. בנוסף, אורכי הגל ירוק ליים (או צהבהב-ירוק 565 ננומטר) וכתום (605 ננומטר) נגישים בטכנולוגיה זו; עם זאת, הזמינות שלהם מוגבלת יותר.
ראוי לציין כי לא הטכנולוגיות InGaN או AlInGaP מסוגלות כעת לייצר פולט ירוק טהור עם אורך גל של 555 ננומטר. ישנן כמה טכנולוגיות ישנות יותר שאינן יעילות כל כך באזור הירוק הזה לחלוטין, אך הטכנולוגיות הללו אינן נחשבות להברקות או יעילות. הדבר נובע בין השאר מחוסר עניין וכתוצאה מכך חוסר ביקוש מהשוק, מה שהביא לחוסר מימון לפיתוח תהליכי ייצור וחומר חלופיים לטווח אורכי גל זה.
660 עד 900 ננומטר (ננומטר), המכונה לעתים קרובות "אדום עמוק עד אינפרא אדום קרוב" (IRLED)
המבנה של המכשירים המשמשים באזור זה יכול ללבוש מספר רב של צורות שונות, אך כולם עושים שימוש בחומר מסוג אלומיניום גליום ארסניד (AlGaAs) או גליום ארסניד (GaAs). שלטי אינפרא אדום, תאורת ראיית לילה, בקרות צילום תעשייתיות ויישומים רפואיים שונים (ב-660–680 ננומטר) הם כולם דוגמאות ליישומים עבור טווח אורכי גל זה.
תורת העבודה מאחורי נוריות LED
נוריות LED הן סוג של דיודה מוליכים למחצה המפיקים אור כאשר זרם חשמלי מועבר דרך המכשיר בכיוון קדימה. יש להפעיל מתח חשמלי על המכשיר על מנת שהאלקטרונים ינועו על פני אזור הדלדול וישתלבו עם חור בצד השני כדי ליצור זוג אלקטרונים-חורים. כאשר זה מתרחש, האלקטרון נותן את האנרגיה האצורה שלו בצורה של אור, מה שבסופו של דבר מביא לפליטת פוטון.
לאור הנפלט יהיה אורך גל שנקבע על ידי מרווח הפס של המוליך למחצה. מכיוון שאורך גל קצר יותר תואם לרמות אנרגיה גבוהות יותר, חומרים בעלי פער פס גדול יותר אחראים לפליטת אורכי גל קצרים יותר. הולכה בחומרים עם פער פס גדול יותר מחייבת שימוש במתחים גבוהים יותר. לנורות LED שפולטות אורך גל קצר של אור כחול-UV יש מתח קדימה של 3.5 וולט, בעוד שללדים שפולטות אור קרוב לאינפרא אדום יש מתח קדימה שנע בין 1.5 ל-2.0 וולט.
נוריות LED משמשות כיום במגוון רחב של מגזרים ויישומים במגוון תעשיות. מכשירים אלו במחיר סביר מאוד ומושכים הן לשוק הצרכני והן לשוק התעשייתי כתוצאה מרמת האמינות הגבוהה שלהם, רמת היעילות הגבוהה ועלות המערכת הכוללת המופחתת בהשוואה ללייזרים ומנורות. נורות LED מגיעות במגוון צבעים וטכנולוגיות, וכל אחת מהן תוכננה כך שתתאים ליישום ולסט של צרכים מסוימים.
מאפיינים:
● תאורת LED UV בעוצמה גבוהה דומות בגודל ובצורה למנורות UV קוטל חיידקים קונבנציונליות אך מסוגלות לפעול בתפוקת UV גבוהה יותר.
● תאורת LED UV High Wattage נמצאים בשימוש נרחב במערכות תעלות אוויר מאולצות ויישומי חיטוי מים.
● אור LED UV High Wattage נמצא לעתים קרובות בבקרת ריחות ויישומים פוטוכימיים.
● זמין בגרסאות דל אוזון וייצור אוזון.
מִפרָט:
| שם מוצר: | אור LED UV בעוצמה גבוהה |
| הספק: | 20-40W |
| טמפרטורת צבע (CCT): | 365-415ננומטר |
| סוּג: | LED UV |
| תוחלת חיים (שעות): | 30000 |
| עוצמת הארה: | 5000-20000mW |
| זווית צפייה (מעלה): | 60/90 |
| טמפרטורת אחסון (מעלה): | -45 - 85 |
| מתח כניסה (V): | 9-15 |
| יישום: |
● Photocatalyst ● טיהור ● גננות ● אנדוסקופיה ● Machine Vision ● מכשור מדעי |
