Синие светодиоды и все о них

Синий светодиод, относительно своего происхождения, считается оптоэлектронным, излучающим свет и полупроводниковым приспособлением, с синим свечением. Уже много лет именно синие индикаторы считаются наиболее распространенным и модным украшением, которое сопровождает самые различные устройства. Эту цепочку можно проследить от мобильных устройств, портативных медиаплееров, и закончить компьютерной и автомобильной техникой.

Мечта голубого цвета

Современные белые и синие светодиоды можно встретить практически повсеместно. Как уже упоминалось выше, ими дополняют компьютерную технику, приспособления быта, автомобильные приборы, а также другие портативные устройства и т.д. Но почему так востребован именно синий свет ламп? Ответ на данный вопрос вуалируется в последнем десятилетии XX века. Попытки создать светодиоды с синим цветом свечения были крайне осложнены. Имея определенный базис наработок, инженеры, все равно, не могли существенно вырваться вперед. Уже два десятилетия производители выпускали довольно мощные светодиоды зеленого, красного лазерного и янтарно-желтого цветов спектра. В то время как, технология синего, упорно не давалась разработчикам. Первым решил проблему японец Шуджи Накамура (Shuji Nakamura), отказавшись от уже разработанных на тот момент технологий производства LED-светильников. Начав работать буквально с «нуля», он не только создал технологию, позволяющую производить синие светодиодные лампы, но и разработал действительно мощные синие светодиоды.

Ученый осознал главную ошибку его коллег-инженеров, которая состояла в попытках адаптации того же технологического процесса и для получения синего свечения. Разработчики, ошибаясь, внедряли привычную систему действий, которой пользовались с целью производства упомянутых выше цветовых спектров в Led лампах. Вскоре Накамура разработал абсолютно новую технологию получения световых диодов, а также возможность усиления яркости их свечения. Японец Ш. Накамура открыл свои синие светодиоды на базисе полупроводников с GaN - нитридом галлия и его растворами твердого типа. Такие диоды эффективны в голубом, фиолетовом и зеленом спектрах, а также существенно превалируют над лампами накаливания. К примеру, светодиоды белого света сочетают в себе три цветовых диода или только синий светодиод с люминофором, который в состоянии преобразовать голубое свечение в зелено-желтое.

Не секрет, что нитрид галлия в отличии от кремния, способен пропускать сквозь себя большой ток, а также способен продолжить работу при повышенных температурах. По мнению разработчика, химическое соединение на основании галлия, поможет создать компактные и легкие и недорогие светодиоды. Освоение новой технологии было сопряжено с финансовыми растратами особенно в сравнении с отлаженным конвейерным производством дешевых диодов других цветов спектра. Другими словами, синие светодиоды обходились дороже красных (лазерных), желтых и зеленых. Производственные сложности данных светодиодов с использованием галлия, поспособствовали созданию имиджа ультрамодных и востребованных.

В спектре, как известно, белый цвет отсутствует, а в природе его можно получить посредством наложения нескольких разных цветов. Белые диоды в своей структуре состоят из трех составляющих спектра полупроводниковых излучений: синего, красного лазерного и зеленого. В совокупности все они обеспечивают стабильный поток однородного белого света, который в процессе эксплуатации отличается низким расходом энергии и длительной работой без мерцания. Белые диоды подлежат постоянным технологическим совершенствованиям с целью получения еще большей эффективности и мощности белого светового потока. По мнению экспертов, более 1/4 вырабатываемой мировой энергии расходуется осветительными устройствами. Диодные лампы сохраняют ресурсы планеты, экономя их. Уменьшенное энергопотребление поспособствовало их экономному функционированию на солнечной энергии. Инфракрасные лучи или лазер безопасны для живого, но причиняют вред работе инфракрасным лазерным датчикам и камерам. По этой причине в спектре осветительных диодов они отсутствуют.

Что же такое нитрид галлия и почему его применяют, чтобы получить такой светодиод? Речь идет о бинарном химическом соединении неорганического происхождения азота с галлием. В обычных условиях данное соединение имеет кристаллическую и очень твердую структуру, поэтому его используют, как полупроводник прямозонного типа в отросли оптоэлектронных приборов в ультрафиолетовом диапазоне. Широко применяется с 1990 года в световых диодах. Отличается выносливостью к ионизирующему излучению, что крайне перспективно в отрасли солнечных батарей длительного функционирования, транзисторов высоких частот. В перспективе и сейчас использование нитрида галлия очень востребовано в военной электронике.

Синий свет подтолкнул развитие светодиодных технологий

Синие светодиоды, свечение которых основывалось на базе InGaN, значительно расширили область применения LED-светильников. Светодиод, скомбинированный с желтым фосфором, дал возможность получить белый свет, приемлемый для использования в освещении. Благодаря этому открытию и располагающему воздействию белого света – производство LED-светильников значительно возросло. Технология же выращивания нитрида галлия на подложке из кремния еще больше снизила затраты, которые необходимы были, чтобы производить синие сверхяркие светодиоды – на 90% в сравнении с технологией выращивания структур на сапфировой подложке.

Инфракрасные лазерные светодиоды синего цвета, как и красные, и зеленые LED-светильники, нашли широкое применение в физиотерапии:

1. Красные излучатели (мощностью 60 мВт при длине волны 670 нм) применяются для восстановления работоспособности кровеносных сосудов.
2. Зеленые светодиоды, к примеру, мощностью 12 мВт при длине волны 505 нм, хорошо зарекомендовали себя в дерматологии.

Данные лучи способны снимать воспаление, залечивать инфицированные раны, гнойники. Мощность такого излучателя составляет 12 мВт при длине волны 440 нм.

Инфракрасное (лазерное) облучение построено на излучении тепла. Глубина проникновения составляет 7 см. При взаимодействии излучения светодиодов с кожными покровами человека происходит их согревание. В результате - усиливается тканевый обмен.

Имеются сведения, что, если купить синий светодиод и использовать его для освещения растений в теплицах, улучшается их рост и устойчивость к заболеваниям.

Почему не стоит увлекаться синими светодиодами

Как оказалось, синие светодиоды излучают настолько яркий свет, что многие потребители испытывают явно выраженные неприятные ощущения. Нет слов, синие светодиоды в аквариуме будут смотреться хорошо, но у многих людей, особенно в темное время суток, начинает срабатывать эффект Пуркинье. Просто данный свет в условиях слабого освещения кажется более ярким. Это проявляется, если яркий источник света попадает именно в поле периферического (бокового) зрения.

Любителям размеренной жизни не стоит выбирать эти светодиоды, так как они способствуют выделению серотонина, который стимулирует работоспособность, и параллельно заглушает мелатонин, который отвечает за спокойствие. В данной ситуации, о желании отдохнуть не может быть и речи, не говоря уже о сне.

Синие лампы и для чего они нужны

К примеру, настольная синяя лампа предназначается для правильного облучения человеческого тела. Такое излучение существенно активизирует процесс биологического характера в организме человека при помощи правильно подобранного теплового эффекта от излучения. Речь идет о четко сформированной лампой зоне облучения или фокус-области. Такую лампу можно использовать не только в домашних условиях, но и в заведениях лечебно-профилактического направления, к примеру в санаториях, детских садиках, и т.д. Излучения упомянутой выше лампы, полезны для:

• Профилактики острых вирусных и респираторных инфекций;
• При травмах легкого характера;
• При ОРВ, легких формах гриппа, кашлевых позывах, заболеваниях дыхательных путей;
• Снижение кровяной вязкости;
• Повышение скорости кровообращения в сосудах магистрального типа;
• Утолщение стенок сосудов;
• Отлаженный метаболизм;
• Убыстренная регенерация тканей при повреждениях различного характера;
• Эффект обезболивания;
• Возобновление чувствительности нервных импульсов;
• Ускоренная доставка кислорода тканями человеческого организма;
• Иммуномодулирующие функции.

При наступлении холодов растения, подобно людям подвержены заболеваниям из-за уменьшения световой насыщенности, которая так необходима для их роста. Растения в природе ожидают прихода весны в состоянии сна. Как же быть с домашними любимцами которые пребывают на подоконнике? Синие светодиодные лампы или фито устройства помогут обеспечить не только тепло, но и недостающий для развития растений световой поток энергии. Они встречаются в форме светильников или подвесных ламп. Любое растение нуждается в синих и красных лазерных спектральных ингредиентах солнечного излучения. Лампы полноценно стимулируют рост благодаря специальному световому спектру. Лампы для растений просты в применении, мало затратные в электроэнергии и отличаются компактностью габаритов.

Синие светодиоды повышенной мощности: области применения

Синие сверхяркие светодиоды приобретают огромную популярность на рынке осветительной промышленности, более того им предсказывают грядущие лидирующие позиции. Этим устройствам характерна впечатляющая яркость излучения, расширенный угол светового рассеивания, а также чистота свечения. Сверхяркие излучатели соединили в себе лучшие характеристики разных источников света.

К числу мощных относят диоды, которые способны пропустить сквозь свой кристалл колоссальный ток, а точнее ток, мощностью в 350 мА и выше. В свою очередь сверхяркие диоды пропускают намного меньший ток – 30-50 мА. На их производстве задействуют стойкие к высоким температурным режимам материалы. Методика отвода тепла от самого кристалла определяет их долговечность и качественную работу. Мощные синие светодиоды являются новым поколением приборов осветительного предназначения, которые используются:

• В информационных системах;
• Внутри мобильных устройств;
• В сигнальных приборах с технологией индикации;
• Уличных указателях, включая рекламу;
• В цифровых табло и экранах;
• Контурная подсветка;
• Транспортных средствах;
• Внутри прожекторов, и т.д.

К примеру, Cree лидирующий бренд в сфере материалов и технологических экспериментов на базисе нитрида галлия и карбида кремния. Благодаря их разработкам мир увидела обширная линейка сверхъярких светодиодов самых различных габаритов и форм. Также, известны синие светодиоды от OSRAM Opto Semiconductors, Avago Technologies, Lumileds, и т.д.