प्रकाश उत्सर्जक डायोड: एक प्राइमर

अर्धचालक जो विद्युत ऊर्जा के रूप को प्रकाश ऊर्जा में बदल सकते हैं उन्हें प्रकाश उत्सर्जक डायोड या एलईडी के रूप में जाना जाता है। एलईडी को अक्सर तीन तरंग दैर्ध्य में से एक के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है: पराबैंगनी, दृश्यमान, या अवरक्त। अर्धचालक की सामग्री और संरचना उपकरण द्वारा उत्सर्जित प्रकाश का रंग निर्धारित करती है।

एल ई डी जो व्यावसायिक रूप से उपलब्ध हैं और जिनकी एकल-तत्व आउटपुट शक्ति कम से कम 5 मेगावाट है, उनकी तरंग दैर्ध्य सीमा 275 से 950 एनएम तक फैली हुई है। निर्माता की परवाह किए बिना, प्रत्येक तरंग दैर्ध्य रेंज के सभी घटक अर्धचालक सामग्रियों के एक ही परिवार से आते हैं। इस पोस्ट में, हम एलईडी उद्योग पर एक उच्च-स्तरीय नज़र डालेंगे और साथ ही एलईडी कैसे काम करते हैं इसकी रूपरेखा भी प्रदान करेंगे। कई अलग-अलग प्रकार के एलईडी हैं, और हम उनके बारे में बात करेंगे, साथ ही उनसे संबंधित तरंग दैर्ध्य, उनके निर्माण में उपयोग की जाने वाली सामग्री और विभिन्न रोशनी के लिए कुछ अनुप्रयोगों के बारे में बात करेंगे।

पराबैंगनी एलईडी (यूवी एलईडी): 240 से 360 एनएम

यूवी एल ई डी का सबसे आम उपयोग औद्योगिक इलाज के क्षेत्र में होता है, इसके बाद पानी कीटाणुशोधन और फिर औषधीय और बायोमेडिकल अनुप्रयोग होते हैं। 280 एनएम जितनी छोटी तरंग दैर्ध्य पर, 100 मेगावाट से बड़े बिजली उत्पादन के स्तर उत्पन्न करना संभव हो गया है। 360 एनएम या उससे अधिक तरंग दैर्ध्य पर, गैलियम नाइट्राइड/एल्यूमीनियम गैलियम नाइट्राइड (GaN/AlGaN) वह सामग्री है जिसका उपयोग आमतौर पर पराबैंगनी प्रकाश उत्सर्जक डायोड (एलईडी) के लिए किया जाता है। अपने स्वयं के बौद्धिक संपदा अधिकारों वाली सामग्रियों का उपयोग छोटी तरंग दैर्ध्य के लिए किया जाता है। छोटी तरंग दैर्ध्य केवल कुछ चुनिंदा प्रदाताओं द्वारा बनाई जाती हैं, और इन एलईडी की कीमतें बाकी एलईडी उत्पाद पेशकशों की कीमत की तुलना में अभी भी काफी अधिक हैं। हालाँकि, लंबी तरंग दैर्ध्य का बाज़ार, जिनकी लंबाई कम से कम 360 एनएम है, गिरती कीमतों और आपूर्तिकर्ताओं की बहुतायत के परिणामस्वरूप अधिक स्थिर होता जा रहा है।

एल ई डी जो निकट-पराबैंगनी से लेकर हरे रंग तक होते हैं: 395 से 530 एनएम

इंडियम गैलियम नाइट्राइड (InGaN) वह सामग्री है जिसका उपयोग इस तरंग दैर्ध्य सीमा में आने वाली वस्तुओं के उत्पादन के लिए किया जाता है। भले ही सैद्धांतिक रूप से 395 और 530 एनएम के बीच किसी भी बिंदु पर तरंग दैर्ध्य उत्पन्न करना संभव है, अधिकांश बड़े आपूर्तिकर्ता सफेद रोशनी के उत्पादन में उपयोग के लिए नीली एलईडी (450 से 475 एनएम की सीमा में) उत्पन्न करने पर अपना ध्यान केंद्रित करते हैं। ट्रैफिक सिग्नलों की हरी रोशनी में उपयोग के लिए 520 से 530 एनएम की रेंज में फॉस्फोरस और हरी एलईडी के साथ। इन एलईडी के पीछे की तकनीक अधिकांश सर्किलों में उन्नत मानी जाती है। पिछले कुछ वर्षों के दौरान, ऑप्टिकल दक्षता बढ़ाने की दिशा में बहुत कम या कोई प्रगति नहीं हुई है।

एलईडी पीले-हरे से लाल तक: 565 से 645 एनएम

इस तरंग दैर्ध्य रेंज के लिए नियोजित अर्धचालक सामग्री को एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड या संक्षेप में AlInGaP के रूप में जाना जाता है। ट्रैफिक सिग्नल पीला (590 एनएम) और ट्रैफिक सिग्नल लाल (625 एनएम) रंग वे हैं जिनका उपयोग अधिकांश समय इसके निर्माण के लिए किया जाता है। इसके अलावा, नींबू-हरा (या पीला-हरा 565 एनएम) और नारंगी (605 एनएम) तरंग दैर्ध्य इस तकनीक के साथ सुलभ हैं; हालाँकि, उनकी उपलब्धता अधिक प्रतिबंधित है।

यह ध्यान देने योग्य है कि न तो InGaN और न ही AlInGaP प्रौद्योगिकियां अब 555 एनएम की तरंग दैर्ध्य के साथ शुद्ध हरे उत्सर्जक का उत्पादन करने में सक्षम हैं। कुछ पुरानी प्रौद्योगिकियां हैं जो इस पूरी तरह से हरित क्षेत्र में उतनी कुशल नहीं हैं, लेकिन उन प्रौद्योगिकियों को उज्ज्वल या कुशल नहीं माना जाता है। यह आंशिक रूप से रुचि की कमी और परिणामस्वरूप बाजार से मांग की कमी के कारण है, जिसके परिणामस्वरूप इस तरंग दैर्ध्य रेंज के लिए वैकल्पिक सामग्री और विनिर्माण प्रक्रियाओं को विकसित करने के लिए वित्तपोषण की कमी हुई है।

660 से 900 नैनोमीटर (एनएम), जिसे अक्सर "गहरे लाल से निकट-अवरक्त" (आईआरएलईडी) के रूप में जाना जाता है

इस क्षेत्र में उपयोग किए जाने वाले उपकरणों की संरचना बड़ी संख्या में विभिन्न रूपों में हो सकती है, लेकिन वे सभी किसी न किसी प्रकार के एल्यूमीनियम गैलियम आर्सेनाइड (AlGaAs) या गैलियम आर्सेनाइड (GaAs) सामग्री का उपयोग करते हैं। इन्फ्रारेड रिमोट कंट्रोल, नाइट-विज़न रोशनी, औद्योगिक फोटोकंट्रोल, और विभिन्न चिकित्सा अनुप्रयोग (660-680 एनएम पर) सभी इस तरंग दैर्ध्य रेंज के अनुप्रयोगों के उदाहरण हैं।

एल ई डी के पीछे कार्य सिद्धांत

एलईडी एक प्रकार का अर्धचालक डायोड है जो डिवाइस के माध्यम से आगे की दिशा में विद्युत धारा प्रवाहित करने पर प्रकाश उत्पन्न करता है। इलेक्ट्रॉनों को कमी क्षेत्र में स्थानांतरित करने और इलेक्ट्रॉन-छेद जोड़ी बनाने के लिए दूसरी तरफ एक छेद के साथ संयोजन करने के लिए डिवाइस पर एक विद्युत वोल्टेज लागू किया जाना चाहिए। जब ऐसा होता है, तो इलेक्ट्रॉन अपनी संग्रहीत ऊर्जा को प्रकाश के रूप में छोड़ देता है, जिसके परिणामस्वरूप अंततः एक फोटॉन का उत्सर्जन होता है।

उत्सर्जित प्रकाश की एक तरंग दैर्ध्य होगी जो अर्धचालक के बैंडगैप द्वारा निर्धारित की जाती है। क्योंकि छोटी तरंग दैर्ध्य उच्च ऊर्जा स्तरों के अनुरूप होती है, बड़े बैंडगैप वाले पदार्थ छोटी तरंग दैर्ध्य उत्सर्जित करने के लिए जिम्मेदार होते हैं। अधिक बैंडगैप वाली सामग्रियों में चालन के लिए उच्च वोल्टेज के उपयोग की आवश्यकता होती है। एल ई डी जो यूवी-नीली रोशनी की एक छोटी तरंग दैर्ध्य उत्सर्जित करते हैं उनका फॉरवर्ड वोल्टेज 3.5 V होता है, जबकि जो LED निकट-अवरक्त प्रकाश उत्सर्जित करते हैं उनका फॉरवर्ड वोल्टेज 1.5 से 2 तक होता है।

एलईडी का उपयोग वर्तमान में विभिन्न प्रकार के क्षेत्रों और विभिन्न उद्योगों में अनुप्रयोगों में किया जाता है। लेजर और लैंप की तुलना में इनकी उच्च स्तर की निर्भरता, उच्च स्तर की दक्षता और कम समग्र सिस्टम लागत के परिणामस्वरूप इन उपकरणों की कीमत बहुत उचित है और उपभोक्ता बाजार और औद्योगिक बाजार दोनों के लिए आकर्षक हैं। एलईडी विभिन्न रंगों और प्रौद्योगिकियों में आते हैं, और प्रत्येक को एक विशेष एप्लिकेशन और आवश्यकताओं के अनुरूप डिजाइन किया गया था।

हाई पावर यूवी एलईडी लाइट

विशेषताएँ:

● उच्च वाट क्षमता वाली यूवी एलईडी लाइट आकार और आकृति में पारंपरिक रोगाणुनाशक यूवी लैंप के समान हैं, लेकिन उच्च यूवी आउटपुट पर काम करने में सक्षम हैं।

● उच्च वाट क्षमता वाली यूवी एलईडी लाइट का व्यापक रूप से मजबूर वायु वाहिनी प्रणालियों और जल कीटाणुशोधन अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है।

● उच्च वाट क्षमता वाले यूवी एलईडी प्रकाश अक्सर गंध नियंत्रण और फोटोकैमिकल अनुप्रयोगों में पाए जाते हैं।

● निम्न ओजोन और ओजोन उत्पादक संस्करणों में उपलब्ध है।

विशिष्टता: