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与传统照明设备相比LED主要优势在哪?

时间:09-18 来源:贸泽电子设计圈 点击:

范围内小尺寸、高亮度UV LED元件,可以应用于油墨和粘合剂的固化、牙科治疗、牙齿美白、假冒公文的鉴定、设备消毒以及医疗应用。LZ4系列封装在7mm*7mm的基底上,LZC封装在 9mm*9mm的基底上,LZP系列封装在12mm*12mm的基底上,随着尺寸的增大,就可以有更多的die放到基底中(图3)

图3 LED Engin的LZP00UB00系列的LED发射器

红外线:七彩色红光之外的光

七色光具有两个末端。在蓝色以下存在着比蓝光波长更短的紫外线,在七色光的另外一端,在红光之上,存在着另外一个波频——红外线。因得益于与生俱来的优势,紫外线有着丰富的应用,同样,红外线的应用也十分广泛。让我们一起来看看红外线LED的应用。

七色光中红光的边缘究竟在哪?让我们以此入手来进行探究。当波长为610nm-740nm的光射入眼睛时显示的是红色,但700nm波长以上的光人的肉眼就很难看到了。当提及红光与红外线的界线时,会有一些重叠。根据实际情况,我们通常把这一部分定义为700nm-740nm之间的光。

红光610nm-740nm

近红外线700nm-1500nm

图4 红光与红外线光波(来源:贸泽电子)

与紫外线拥有三个光波区域不同,红外线覆盖了五个光波区域:

  • 近红外线:700nm-1500nm

  • 短波红外线:1.5µ–3µ

  • 中波红外线:3µ–1,000µ

  • 长波红外线:8µ–8µ

  • 远红外线:15µ–1,000µ

每个区域的红外线都在工业和商业领域有所应用。这里,我们只讨论近红外线LED,这种灯尤其适合用在一些需要照明而人的肉眼无法看到的场景,而这些场景却极易以电子的方式感知到。近红外线LED的作用如此强大,就在于它拥有很多电子传感器,比如硅探测器,而这些电子传感器在近红外光谱中拥有非常理想的响应曲线。

近红外LED应用广泛,比如,近红外LED在监控上表现得尤为卓越,可以用于督查安全系统、闭路电视和机器视觉。近红外LED也被用于在高速公路上收费收集标签和车牌信息。在生物统计学中,近红外LED灯被用于访问控制及身份识别。与硅探测器一起,可以用于触摸屏、手势识别系统和烟雾探测器。如果你曾经看过热门电视剧《CSI》,你就会对获取线索十分熟悉,该过程就利用了光谱学,包括短红外光谱学。近红外光谱学还有一个振奋人心的新应用,那就是用来查明我们摄入物质的质量和特性,包括食品和药物。

同人类通过物体所反射的可见光才能看到物体一样,近红外光谱学利用近红外LED灯作为光源,照亮实验中的材料,这种材料基于其自身的内在物理特性能够吸收并反射光。实验同时设置一个波长选择性探测器来观察这些被反射的光,就能够提供实验对象的信息。这样一来,系统和用户就能通过与已知材料相比较,来确定某一材料的存在与否。

在过去,人们使用的是又大又繁琐的光谱学机器,但随着近红外LED的尺寸越来越小,功率越来越高, 近红外LED将更多的应用于手持设备和便携设备领域。

为了迎合该趋势,包括 Lumileds和Osram Opto Semiconductors在内的供应商们,已经研发出了各自的产品如Lumileds LUXEON IR LED(图5)和IR OSLON® Black Series(图6)。

图5 Lumileds LUXEON IR LED

图6 Osram Opto Semiconductors IR OSLON® Black Series LEDs

像Osram这样的公司是如何生产高功率NIR发光二极管(NIR LEDs)的呢?其中的秘密之一就是通过荧光粉转换。LED会将大部分光能输入在可见光谱范围之内,比如说蓝光。当这些可见光撞击到LED等上的荧光粉时,就会产生冷光,这就改变了光的波长。通过精心的设计和程序控制,各种近红外波长光就产生了,包括波长在850nm-940nm范围内的。灯罩进一步的决定了光的发射位置的方位。近红外光谱的带宽及性能可以通过在系统设计中使用一个以上的波长来得到改善。

结论

LED灯让生活更加美好,它的潜在优势促使设计师们设计出大量产品来满足人们的需求。紫外线灯涵盖了蓝色光以外的三个波长区域,其中的长波紫外线使能够在固化、喷墨印刷以及科学仪器消毒方面发挥作用。在波谱的另外一端,红外线灯覆盖了五个波长区域,近红外光谱有着完美应用。

从白炽光到LED的转变颠覆了照明世界,LED照明以更快的速度向前发展。其中很多照明应用来源于七色光的边缘之外,LED灯把紫外线和近红外线融入了设计,人类肉眼虽然无法看到这些光,但它却帮我们看到了七彩光以外的世界。

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