De eerste lichtgevende diode (LED) met zichtbaar spectrum in de geschiedenis werd in 1962 ontwikkeld door professor Nick en werd binnen een paar jaar op de markt gebracht. Destijds kon je alleen rood kopen, met een zeer lage helderheid en inconsistente batches. Niettemin is LED de eerste grote sprong voorwaarts voor gloeilampen en neonlichtbronnen, waardoor solid-state verlichting een realiteit wordt voor de massamarkt.
Ondanks de aanvankelijke tekortkomingen werden deze LED's al snel gebruikt als indicatoren en digitale lezers, hetzij als LED-matrices of als 7-segmentdisplays met lenzen. Verder onderzoek en ontwikkeling leidde tot meer doorbraken, waaronder de ontwikkeling van gele en groene LED's in de jaren zeventig en de creatie van helderblauwe LED's halverwege de jaren negentig.
Deze creatie maakt de weg vrij voor wit licht door blauwe LED te combineren met rode en groene LED of door een fluorescerende poedercoating toe te voegen. LED heeft een uitgebreide leidende positie ingenomen op de toepassingsgebieden zoals achtergrondverlichting en regionale verlichting. Net als de rest van zijn volledige ontwikkelingsgeschiedenis is het algemeen bekend.
Toch is er een minder waarneembaar aspect van de LED-ontwikkeling: de ontwikkeling van solid-state apparaten die voornamelijk of alleen licht uitstralen in het infrarode (IR) gebied van het spectrum. Daarom zijn de uitgangen van deze LED's niet zichtbaar. Hoewel dit voor de gemiddelde consument misschien niet nuttig lijkt, zijn deze infrarood-LED's, beter gezegd infraroodzenders genoemd, waardevol in de wetenschap, de industrie, detectie, identiteitsverificatie, biometrische tracking en zelfs sommige consumententoepassingen.
Unieke eigenschappen van infraroodstralers
Net als de rode LED hadden de eerste IR-zenders beperkte en grillige prestaties. Niettemin hebben deze LED's veel voordelen ten opzichte van conventionele infraroodlichtbronnen, zoals gloeidraden van het filtertype.
De huidige infraroodstralers bieden uitstekende prestaties in alle belangrijke elektrische en optische parameters. Bovendien kunnen deze IR-zenders worden aangepast voor specifieke prestatiekenmerken om prestatiekenmerken te optimaliseren en te benadrukken, waardoor gebruikers IR-zenders kunnen selecteren die superieure prestaties leveren in hun doeltoepassingen.
De uitgangsgolflengten van deze zenders zijn doorgaans gecentreerd op 850 nm, 920 nm en 940 nm (Figuur 1). Merk op dat 850 nm de wazige grens tussen de zichtbare en infrarode gebieden van het spectrum nadert, dus een IR-zender met een kortere golflengte straalt een licht rood licht uit.
Figuur 1: De bedrijfsgolflengte van de infraroodzender varieert van 780 nm tot 1400 nm; De veelgebruikte IR-golflengte van 850 nm kan ook wat zichtbaar rood licht bevatten, omdat dit zich dicht bij de rand van het rode spectrum van zichtbaar licht bevindt. Afbeelding: Gigahertz-Optik Inc.)
Toonaangevende infraroodzenderassemblage
De OSLON P1616 en OSLON Black infraroodzenders van ams OSRAM zijn voorbeelden van de mogelijkheden en technologische vooruitgang van infraroodzenders. Beide series maken gebruik van ams OSRAM IR:6-chiptechnologie om de prestaties te verbeteren, inclusief een verbeterde interne chipreflector en chipspiegelontwerp, waardoor het optische verlies in de chip wordt verminderd en de stralingsintensiteit toeneemt. De EO-conversie-efficiëntie en het uitgangsvermogen van de geproduceerde IR-zenders zijn volgens ams OSRAM met respectievelijk 42% en 35% verhoogd in vergelijking met de bestaande producten.
Het belangrijkste verschil tussen OSLON P1616 en OSLON Black is het ultrakleine formaat van de eerste, terwijl de laatste een verscheidenheid aan vormen en verlichtingsmodi biedt.
Een P1616-apparaat, zoals SFH 4182BS-CB2DB1-11 (Fig. 2, boven), is bijvoorbeeld een krachtig infraroodapparaat met een emissiegolflengte van 940 nm (Fig. 2, linksonder), dat een klein formaat heeft van 1,6 x 1,6 mm en geschikt is voor een compact ontwerp. De hoogte van deze apparaten kan variëren afhankelijk van de lens en stijl. Toepassingen zijn onder meer biometrie voor toegangscontroletoepassingen, 2D-gezichtsherkenningscertificering voor laptops en slimme deurbellen, en infraroodverlichting.
De P1616-serie heeft in zijn soort een optimale nominale stralingsintensiteit van 190 tot 765 mW/Sterley (mW/sr) met een stralingsflux van 1000 mW tot 1650 mW. Typische stralingsintensiteiten voor SFH 4182BS-CB2DB1-11 zijn 455 mW met een maximale stralingsflux van 1650 mW. Stralingsintensiteiten en fluxen worden gemeten bij 1 ampère (A), maar hun waarden kunnen variëren afhankelijk van het achtervoegsel van de apparatuur.
SFH 4182BS-CB2DB1-11 vertoont ook een duidelijke hoekstralingskarakteristiek (Fig. 2, rechtsonder) bij een voorwaartse stroom van 1 A en een pulsbreedte van 10 ms. Nanostack-technologie verbetert het uitgangsvermogen met bijna 180% en biedt een lensversie om op elk moment aan de ontwerpimportbehoeften te voldoen, terwijl een niet-lensversie gebruikers in staat stelt de optische lay-outs aan te passen.