Инфракрасное излучение. Применение ИК светодиодов.

См. также:
Подборка статей об инфракрасной передаче данных

Инфракрасное излучение - это электромагнитное излучение энергии в области спектра между красной областью видимого спектра излучения (начиная с длины волны 0,74 мкм) и микроволновым излучением (заканчивая длиной волны 1—2 мм). Инфракрасное излучение было открыто в 1800 г. английским астрономом У. Гершелем при исследовании излучения солнца. Сейчас весь диапазон инфракрасного излучения подразделяют на три области:

• коротковолновая область: 0,74 - 2,5 мкм;
• средневолновая область: 2,5 - 50 мкм;
• длинноволновая область: 50-2000 мкм.

Последнее время длинноволновую часть инфракрасного излучения выделяют в отдельный, независимый диапазон электромагнитных волн — терагерцовое (субмиллиметровое) излучение.

Инфракрасное излучение также называют «тепловым» излучением, так как все тела, твердые и жидкие, нагретые до определенной температуры излучают энергию в инфракрасной области спектра. При этом, излучаемые длины волн зависят от температуры тела, чем выше температура, тем короче длина волны и выше интенсивность излучения. Спектр излучения абсолютно чёрного тела при относительно невысоких температурах (до пятисот градусов) лежит именно в этом диапазоне. При дальнейшем нагревании тела, оно начинает излучать энергию в видимой области спектра и можно увидеть сначала темно-красное, а затем яркое белое свечение.

Способность полупроводниковых материалов испускать инфракрасное излучение была впервые замечена в 1955 году Р. Браунштейном из Radio Corporation of America. Браунштейн исследовал инфракрасное излучение диодной полупроводниковой структуры на основе антимонида галлия (GaSb), арсенида галлия (GaAs), фосфида индия (InP) и кремниево - германиевого сплава (SiGe) при прохождении электрического тока. В 1961 году Р.Бард и Г.Питман из компании Texas Instruments получили патент на инфракрасный полупроводниковый светодиод на базе арсенида галлия.

В 1976 году Т.Пирсэлл получил первый сверхъяркий инфракрасный светодиод для оптоволоконных телекоммуникаций, исследуя новые полупроводниковые материалы.

Инфракрасные (ИК) светодиоды и фотодиоды повсеместно применяются в пультах дистанционного управления (телевизора или табло часов), системах автоматики, охранных системах и т.д. Такое применение объясняется тем, что инфракрасные излучатели не отвлекают и не привлекают внимание человека в следствие невидимости. Интересно применение инфракрасных приемопередатчиков для передачи звука.

Инфракрасные устройства применяют в промышленности для сушки лакокрасочных покрытий. Инфракрасный метод сушки имеет преимущества перед традиционным конвекционным методом. Скорость и затрачиваемая энергия при инфракрасной сушке существенно меньше тех же показателей при традиционных методах.

Инфракрасное излучение также обладает стерилизующим эффектом, что применяется при обработке продуктов питания. преимуществом использования инфракрасного метода обработки продуктов в пищевой промышленности, стала способность проникновения электромагнитного излучения в капиллярно-пористые продукты, такие как зерно, крупа, мука и т.д. на глубину до 10 мм. Величина проникновения зависит от свойств объекта воздействия и частотной характеристики излучения. Электромагнитная волна определенного частотного диапазона оказывает не только термическое, но и биологическое воздействие на продукт, способствует ускорению биохимических процессов в продуктах. Конвейерные сушильные транспортеры с успехом используются в зернохранилищах и в мукомольной промышленности.

Инфракрасное излучение применяется в медицинских целях. Некоторые исследования позволяют считать, что неинтенсивное инфракрасное излучение повышает кровоток, усиливать обмен веществ.

Инфракрасное излучение используется в детекторах валют, в датчиках пожарной сигнализации, в телекоммуникациях.