Valodiodit ovat sähkökomponentteja, joita käytetään monissa sovelluksissa valon tai sähkömagneettisen säteilyn luomiseksi prosessilla, joka tunnetaan nimellä elektroluminesenssi. LEDin väri riippuu sen taajuudesta sähkömagneettisessa spektrissä. Nykyään löydät LEDejä monenlaisissa väreissä, jotka vastaavat niiden taajuuksien aluetta, joilla ne toimivat.
TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)
Valodiodien sähkömagneettiset taajuudet vaihtelevat alle 400 terahertzistä yli 600 terahertsiin, mikä vastaa punaista ja sinistä valoa.
Punainen LED-laite
Punainen LED-laite tuottaa valoa aallonpituudella noin 633 nanometriä (nm). Seuraava yhtälö on hyödyllinen LED-laitteen taajuuden löytämiseksi:
\ text {frequency} = \ frac {\ text {valon nopeus}} {\ text {aallonpituus}} = \ frac {3 \ times10 ^ 8 \ text {m / s}} {633 \ times10 ^ {- 9} \ text {m}}
Tämän laskennan suorittaminen johtaa 474 terahertsin (THz) taajuuteen, joka sijoittaa sen näkyvän sähkömagneettisen spektrin punaiselle alueelle. Illinoisin yliopistossa professori Nick Holonyak kehitti ensimmäiset käytännölliset punaiset LED-laitteet vuonna 1962. Punainen LED käyttää materiaalia indiumgalliumalumiinifosfidia ja löytää monia käyttötarkoituksia elektronisissa näytöissä, merkkivaloissa ja muissa sovelluksissa.
Siniset LED-laitteet
Entinen Nichia-tutkija Shuji Nakamura keksi Blue LED -laitteet vuonna 1993. Nämä laitteet toimivat aallonpituudella noin 470 nm, joten:
\ text {frequency} = \ frac {\ text {valon nopeus}} {\ text {aallonpituus}} = \ frac {3 \ times10 ^ 8 \ text {m / s}} {490 \ times10 ^ {- 9} \ text {m}}
Laskennan loppuun saattaminen johtaa noin 638 THz: n taajuuteen. Nykyaikaiset siniset LEDit perustuvat piikarbidi ja galliumnitridi, ja ne ovat nyt tarpeeksi halpoja käytettäväksi jokapäiväisessä sähkötekniikassa laitteet.
Vihreät LED-laitteet
Vuonna 2010 kansallisen uusiutuvan energian laboratoriossa työskentelevät tutkijat kehittivät ensimmäisen vihreät LEDit. Nämä laitteet toimivat aallonpituudella noin 560 nm ja niiden taajuus on:
\ text {frequency} = \ frac {\ text {valon nopeus}} {\ text {aallonpituus}} = \ frac {3 \ times10 ^ 8 \ text {m / s}} {560 \ times10 ^ {- 9} \ text {m}}
Tämän laskennan suorittaminen johtaa taajuuteen 535 THz. Vihreiden LED-laitteiden viimeinen keksintö tasoitti tietä valkoisten LED-valonlähteiden luomiselle.
Valkoiset LED-laitteet
Valkoinen valo koostuu yksittäisistä punaisista, sinisistä ja vihreistä komponenteista, joten sillä ei ole yhtä aallonpituutta tai taajuutta. Valkoisilla LED-laitteilla on sekoitus taajuuksia 474 THz, 535 THz ja 638 THz. Valkoisten LED-laitteiden kehitys on johtanut halpaan, energiatehokkaaseen valaistukseen, jota voidaan käyttää erilaisissa olosuhteissa katuvalaisimista pöytiin valot.