ไดโอดเปล่งแสงสเปกตรัมที่มองเห็นได้ (LED) ตัวแรกในประวัติศาสตร์ได้รับการพัฒนาในปี 1962 โดยศาสตราจารย์ Nickrapidly และจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ภายในไม่กี่ปี ในเวลานั้น คุณสามารถซื้อได้เฉพาะสีแดงเท่านั้น โดยมีความสว่างต่ำมากและมีแบทช์ที่ไม่สอดคล้องกัน อย่างไรก็ตาม LED เป็นการก้าวกระโดดครั้งสำคัญครั้งแรกสำหรับแหล่งกำเนิดแสงจากหลอดไส้และนีออน ทำให้ระบบไฟโซลิดสเตตกลายเป็นความจริงสำหรับตลาดมวลชน
แม้จะมีข้อบกพร่องในช่วงแรก แต่ LED เหล่านี้ก็ถูกนำมาใช้เป็นตัวบ่งชี้และเครื่องอ่านดิจิทัลอย่างรวดเร็ว ไม่ว่าจะเป็นเมทริกซ์ LED หรือเป็นจอแสดงผล 7 ส่วนพร้อมเลนส์บาร์ การวิจัยและพัฒนาเพิ่มเติมนำไปสู่ความก้าวหน้ามากขึ้น รวมถึงการพัฒนา LED สีเหลืองและสีเขียวในทศวรรษ 1970 และการสร้าง LED สีฟ้าสดใสในช่วงกลางทศวรรษ 1990
การสร้างนี้ปูทางไปสู่แสงสีขาวโดยการรวม LED สีน้ำเงินเข้ากับ LED สีแดงและสีเขียว หรือการเคลือบผงฟลูออเรสเซนต์ LED ครองตำแหน่งผู้นำที่ครอบคลุมในด้านการใช้งาน เช่น ไฟแบ็คไลท์และไฟส่องสว่างระดับภูมิภาค เนื่องจากประวัติการพัฒนาทั้งหมดที่เหลือ จึงเป็นที่รู้จักอย่างกว้างขวาง
อย่างไรก็ตาม มีแง่มุมที่มองเห็นได้น้อยกว่าในการพัฒนา LED นั่นคือ การพัฒนาอุปกรณ์โซลิดสเตตที่ปล่อยแสงเป็นหลักหรือเฉพาะในบริเวณอินฟราเรด (IR) ของสเปกตรัม ดังนั้นจึงมองไม่เห็นเอาท์พุตของ LED เหล่านี้ แม้ว่าสิ่งนี้อาจดูเหมือนไม่เป็นประโยชน์กับผู้บริโภคทั่วไป แต่ LED อินฟราเรดเหล่านี้ หรือที่เรียกกันทั่วไปว่าตัวส่งสัญญาณอินฟราเรดนั้นมีประโยชน์มากกว่านั้นมีประโยชน์ในด้านวิทยาศาสตร์ อุตสาหกรรม การตรวจจับ การตรวจสอบยืนยันตัวตน การติดตามด้วยไบโอเมตริก และแม้แต่การใช้งานบางอย่างของผู้บริโภค
คุณสมบัติเฉพาะของตัวส่งสัญญาณอินฟราเรด
เช่นเดียวกับไฟ LED สีแดง ตัวส่งสัญญาณ IR ตัวแรกมีประสิทธิภาพที่จำกัดและไม่แน่นอน อย่างไรก็ตาม LED เหล่านี้มีข้อได้เปรียบเหนือแหล่งกำเนิดแสงอินฟราเรดทั่วไปหลายประการ เช่น หลอดไส้ชนิดฟิลเตอร์
ตัวปล่อยอินฟราเรดในปัจจุบันนำเสนอประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมในพารามิเตอร์ทางไฟฟ้าและทางแสงที่สำคัญทั้งหมด นอกจากนี้ ตัวส่งสัญญาณ IR เหล่านี้ยังสามารถปรับแต่งสำหรับคุณลักษณะด้านประสิทธิภาพเฉพาะเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและเน้นคุณลักษณะด้านประสิทธิภาพ ทำให้ผู้ใช้สามารถเลือกตัวส่งสัญญาณ IR ที่ให้ประสิทธิภาพที่เหนือกว่าในแอปพลิเคชันเป้าหมายของตน
ความยาวคลื่นเอาท์พุตของเครื่องส่งสัญญาณเหล่านี้โดยทั่วไปจะมีศูนย์กลางอยู่ที่ 850 นาโนเมตร, 920 นาโนเมตร และ 940 นาโนเมตร (รูปที่ 1) โปรดทราบว่า 850 นาโนเมตรเข้าใกล้ขอบเขตที่พร่ามัวระหว่างบริเวณที่มองเห็นได้กับบริเวณอินฟราเรดของสเปกตรัม ดังนั้นตัวปล่อย IR ที่มีความยาวคลื่นสั้นกว่าจึงปล่อยแสงสีแดงเล็กน้อย
รูปที่ 1: ความยาวคลื่นในการทำงานของเครื่องส่งสัญญาณอินฟราเรดอยู่ในช่วงตั้งแต่ 780 นาโนเมตรถึง 1,400 นาโนเมตร ความยาวคลื่น IR 850 นาโนเมตรที่ใช้กันอย่างแพร่หลายอาจมีแสงสีแดงที่มองเห็นได้บางส่วน เนื่องจากอยู่ใกล้กับขอบของสเปกตรัมสีแดงของแสงที่มองเห็นได้ ภาพ: Gigahertz-Optik Inc.)
ผู้นำด้านการประกอบเครื่องส่งสัญญาณอินฟราเรด
OSLON P1616 และ OSLON Black ตัวปล่อยอินฟราเรดของ ams OSRAM เป็นตัวอย่างความสามารถและความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีของตัวส่งสัญญาณอินฟราเรด ทั้งสองซีรีส์ใช้เทคโนโลยีชิป ams OSRAM IR: 6 เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพ รวมถึงการปรับปรุงตัวสะท้อนชิปภายในและการออกแบบกระจกชิป ซึ่งช่วยลดการสูญเสียแสงในชิปในขณะที่เพิ่มความเข้มของรังสี ประสิทธิภาพการแปลง EO และกำลังเอาต์พุตของเครื่องส่งสัญญาณ IR ที่ผลิตขึ้นเพิ่มขึ้น 42% และ 35% ตามลำดับ เมื่อเทียบกับผลิตภัณฑ์ที่มีอยู่ ตามข้อมูลของ ams OSRAM
ความแตกต่างที่สำคัญระหว่าง OSLON P1616 และ OSLON Black คือขนาดที่เล็กเป็นพิเศษของรุ่นก่อน ในขณะที่รุ่นหลังมีรูปทรงและโหมดแสงที่หลากหลาย
ตัวอย่างเช่น อุปกรณ์ P1616 เช่น SFH 4182BS-CB2DB1-11 (รูปที่ 2 ด้านบน) เป็นอุปกรณ์อินฟราเรดกำลังสูงที่มีความยาวคลื่นการปล่อย 940 นาโนเมตร (รูปที่ 2 ซ้ายล่าง) ซึ่งมีขนาดเล็กเพียง 1.6 × 1.6 มม. และเหมาะสำหรับการออกแบบที่มีความหนาแน่นสูง ความสูงของอุปกรณ์เหล่านี้อาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับเลนส์และสไตล์ แอปพลิเคชันประกอบด้วยไบโอเมตริกสำหรับแอปพลิเคชันควบคุมการเข้าออก การรับรองการจดจำใบหน้า 2 มิติสำหรับแล็ปท็อปและกริ่งประตูอัจฉริยะ และการส่องสว่างด้วยอินฟราเรด
ซีรีส์ P1616 มีความเข้มรังสีปกติที่เหมาะสมที่ 190 ถึง 765 mW/Sterley (mW/sr) ในประเภทเดียวกัน โดยมีฟลักซ์การแผ่รังสี 1000 mW ถึง 1650 mW ความเข้มของรังสีโดยทั่วไปสำหรับ SFH 4182BS-CB2DB1-11 คือ 455 mW โดยมีฟลักซ์การแผ่รังสีสูงสุด 1650 mW ความเข้มของรังสีและฟลักซ์วัดที่ 1 แอมแปร์ (A) แต่ค่าอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับส่วนต่อท้ายของอุปกรณ์
SFH 4182BS-CB2DB1-11 ยังแสดงลักษณะการแผ่รังสีเชิงมุมที่แน่นอน (รูปที่ 2 ขวาล่าง) ที่กระแสไปข้างหน้า 1 A และความกว้างพัลส์ 10 ms เทคโนโลยี Nanostack ปรับปรุงกำลังเอาต์พุตได้เกือบ 180% และนำเสนอเวอร์ชันเลนส์ที่ตอบสนองความต้องการนำเข้าด้านการออกแบบได้ตลอดเวลา ในขณะที่เวอร์ชันที่ไม่มีเลนส์ช่วยให้ผู้ใช้ปรับแต่งเค้าโครงออปติคัลได้