Was ist ein Infrarot-LED?
Infrarot-LEDs sind LEDs, die infrarotes Licht aussenden können.
Auch IR-LED genannt, steht IR für „Infra-Red“ und bezieht sich auf Lichtstrahlen mit einer längeren Wellenlänge als Rot. LED „light-emitting diode“, eine Diode, die Licht aussendet, wenn eine Spannung angelegt wird. Infrarot-LEDs sind also LEDs, die Licht im nahen Infrarotbereich mit einer Wellenlänge von etwa 700~1500 nm aussenden können.
Infrarotlicht ist extrem transparent und wird nicht leicht durch Hindernisse beeinträchtigt. Da es für das menschliche Auge unsichtbar ist, wird dieses Licht häufig für das Senden und Empfangen von Signalen und für verschiedene Sensorlichtquellen verwendet. Obwohl es auch Laser und andere Infrarotlichtquellen gibt, zeichnen sich LEDs dadurch aus, dass sie in Massenproduktion hergestellt werden können. Sie haben den Vorteil, dass sie eine lange Lebensdauer haben, stoßfest sind und wenig kosten.
Anwendungen von Infrarot-LEDs
Infrarot-LEDs werden in allen Lebenslagen eingesetzt, auch im Alltag. Infrarot-LEDs werden u. a. für folgende Zwecke eingesetzt:
- Fernbedienungen zur Bedienung von Fernsehern und Klimaanlagen
- Lichtquellen für Sicherheitskameras
- Lichtquelle für LiDAR- und TOF-Kameras
- Feuchtemessung in Proben
- Lichtquelle für Nachtsichtkameras
- Entfernungsmesser für den Golfsport
- Für die Kommunikation in Smartphones und Handys
Die bekanntesten Produkte des täglichen Lebens sind Fernbedienungen für Fernsehgeräte und Klimaanlagen. Sie können projiziert werden, ohne vom Menschen wahrgenommen zu werden und haben keine nachteiligen Auswirkungen auf den menschlichen Körper, weshalb sie auch bei Alltagsprodukten eingesetzt werden.
Infrarotlicht wird aufgrund seiner hohen Durchlässigkeit und geringen Anfälligkeit für Hindernisse auch häufig als Messlicht verwendet. LiDAR steht für „Light Detection and Ranging“ und bezeichnet ein Messverfahren mit Infrarot-LEDs. Es wird für Anwendungen wie das automatisierte Fahren von Fahrzeugen entwickelt.
Funktionsweise von Infrarot-LEDs
Das Emissionsprinzip von LEDs ist unabhängig von der Wellenlänge dasselbe und beruht auf dem p-n-Übergang von Halbleitern: In p-Halbleitern bewegen sich Löcher, wenn ein elektrisches Feld angelegt wird, während sich in n-Halbleitern Elektronen bewegen. Energetisch gesehen sind die Elektronen im n-Typ-Halbleiter höher, wodurch eine Lücke zum Energieband entsteht, in dem sich die Löcher im p-Typ-Halbleiter befinden.
Wenn ein elektrisches Feld angelegt wird, um die Elektronen und Löcher zu stören, kommt es zu einem Übergang der Elektronen vom n-Typ-Energieband zum p-Typ-Energieband. Die dabei entstehenden Elektronen und Löcher stoßen zusammen, erzeugen Licht und Wärme entsprechend der Energielücke und verschwinden. Da die Energiebandlücke von der Zusammensetzung des Halbleiters abhängt, kann die Emissionswellenlänge durch Kombination von Materialien abgestimmt werden.
Aluminiumgalliumarsenid (AlGaAs) wird häufig verwendet, um Wellenlängen im nahen Infrarotbereich zu erzeugen. Im Allgemeinen haben Infrarot-LEDs auch eine geringere Lichtausbeute als LEDs im sichtbaren Bereich.
Weitere Informationen zu Infrarot-LEDs
1. Infrarot-LED-Leuchten
Leuchten mit Infrarot-LEDs sind im Handel erhältlich. Es werden verschiedene Typen verkauft, die alle für Nachtsichtgeräte verwendet werden.
Flutlichttypen werden für die Beleuchtung von Außenanlagen verwendet, die auch nachts genutzt werden. Viele Typen verwenden mehrere Infrarot-LEDs und es sind auch Produkte mit mehr als 20 Hochleistungstypen erhältlich.
Auch Blitzlichter mit Infrarot-LEDs sind erhältlich. Es sind Produkte mit mehr als 40 Infrarot-LEDs erhältlich, die jedoch ein geringes Gewicht haben. Produkte mit der Möglichkeit, die Anzahl der Lichter zu wechseln, sind ebenfalls erhältlich.
Kompakte Nachtsichtgeräte sind ebenfalls erhältlich. Da sie zum Filmen verwendet werden sollen, sind sie oft mit nur einer Lampe mit hoher Leistung ausgestattet, um sicherzustellen, dass kein ungleichmäßiges Licht entsteht. Sie werden mit einer einzigen AA-Batterie betrieben und können eine Entfernung von bis zu 15 m ausleuchten. Die Haupteinheit wiegt weniger als 60 g und eignet sich hervorragend für den Transport.
2. Infrarot-LED-Bänder
Für die zusätzliche Beleuchtung von Nachtsichtkameras gibt es Infrarot-LEDs. Auf dem Band sind in regelmäßigen Abständen Infrarot-LEDs angebracht, die das Band beleuchten und die Klebeseite auf der anderen Seite ermöglicht eine einfache Anbringung. Es ist eine Vielzahl von Typen erhältlich, darunter auch solche, die weniger als 3 mm dünn sind, so dass sie in engen Räumen verwendet werden können.