成都德諾中科科技有限公司旗下
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2019-05-23
除了照明與裝飾之外，LED還有許多新用途，例如改善人體健康、幫助植物生長、檢測食品、可見光通信、殺蟲、凈水等。
LED 是“Light Emitting Diode”的縮寫，中文譯為“發(fā)光二極管”，是一種可以將電能轉(zhuǎn)化為光能的半導(dǎo)體器件。
LED的發(fā)光原理是什么？
LED的核心部分是由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體組成的芯片。在p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體之間存在一個(gè)過渡層，稱為PN結(jié)。在某些半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子結(jié)合時(shí)，會將多余的能量以光子的形式釋放出來，從而將電能直接轉(zhuǎn)換為光能。向PN結(jié)施加反向電壓時(shí)，少數(shù)載流子難以注入，所以不發(fā)光；向PN結(jié)施加正向電壓，電流從LED陽極流向陰極時(shí)，半導(dǎo)體晶體就會發(fā)出不同顏色的光線，光的強(qiáng)度與電流有關(guān)。
不同材料的芯片可以發(fā)出紅、橙、黃、綠、藍(lán)、紫等不同顏色的光，“發(fā)光二極管”也因此得名。砷化鎵二極管發(fā)紅光，磷化鎵二極管發(fā)綠光，碳化硅二極管發(fā)黃光，氮化鎵二極管發(fā)藍(lán)光。
LED燈發(fā)熱少，將電能盡可能地轉(zhuǎn)化成了光能。相比而言，傳統(tǒng)的照明方式（白熾燈）發(fā)熱多，許多電能被轉(zhuǎn)化成熱能，白白浪費(fèi)掉了。所以，LED 的節(jié)能優(yōu)勢明顯，是目前世界上先進(jìn)的照明技術(shù)，被業(yè)界認(rèn)為是人類繼愛迪生發(fā)明白熾燈泡后偉大的發(fā)明之一。
如今，LED已廣泛應(yīng)用于室內(nèi)外照明、顯示屏、交通信號燈、汽車用燈、背光源、燈飾等領(lǐng)域?？吹竭@里，或許有人會“草率”地認(rèn)為：LED只不過是傳統(tǒng)電燈的高效升級版本，其用途基本上是照明與裝飾。
人為控制光線的時(shí)間、空間和光譜，不僅將帶來照明效果更佳的光學(xué)器件，而且也會引發(fā)各種荷爾蒙反應(yīng)，幫助人們調(diào)節(jié)身體健康和工作效率。人眼與大腦之間的兩種光感受器途徑。此外，對于植物來說，定制的波長和強(qiáng)度將有效刺激其生長，改變其形狀，增加其營養(yǎng)價(jià)值，為室內(nèi)種植開辟全新的科技可能性。
LED技術(shù)已經(jīng)逐漸與物聯(lián)網(wǎng)全面地融合到一起。在這里，特別值得一提的是，筆者曾介紹過一項(xiàng)技術(shù)：采用LED實(shí)現(xiàn)可見光通信。在可見光通信技術(shù)中，LED在提供照明功能的同時(shí)，也能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。在物聯(lián)網(wǎng)與通信領(lǐng)域中，可見光通信是LED技術(shù)一項(xiàng)極具潛力的應(yīng)用。
當(dāng)有恒定電流流過時(shí)，LED燈會發(fā)出連續(xù)的光子流。這樣，我們就會觀察到可見光。假設(shè)電流變化是緩慢的，輸出的光線就會忽明忽暗。然而，LED燈屬于半導(dǎo)體器件，電流輸出的光線，可通過極高速的方式調(diào)制。光電探測器會檢測到這種信號，并轉(zhuǎn)化為電流的形式。這種高速的光電調(diào)制是人眼無法察覺的。
LED未來在人類生活中更廣泛應(yīng)用，已經(jīng)是不可阻擋的趨勢。然而，LED的作用并不局限于提供節(jié)能的照明方式，而是可以擴(kuò)展到我們生活的許多方面，特別是健康、農(nóng)業(yè)、食品、通信等領(lǐng)域。