تبنيت الأضواء الحديثة بشكل متزايد تقنية LED، مدفوعة بكفاءتها المتانة والمتانة المذهلة. وقد غذى التحول إلى إضاءة LED بكفاءة التحويل الفائقة من الطاقة الكهربائية إلى البصرية وطول عمرها الافتراضي. تقدم مصابيح LED المحولة بالفوسفور قدرة إضاءة تبلغ 255 لتر/واط وفعالية عملية تقترب من 200 لتر/واط، متفوقة بشكل كبير على مصابيح الهالوجين والفلورسنت والهاليد المعدنية التقليدية. عند تشغيلها في ظروف حرارية وكهربائية مثالية، يمكن لمصابيح LED تحقيق عمر L70 يصل إلى 200,000 ساعة، مما يمثل قفزة كبيرة في الأداء والموثوقية.
المبادئ الأساسية لتقنية LED:
التلويض الكهربائي بالحقن:
تعمل مصابيح LED بناء على الحقن الكهروضوئي في أجهزة أشباه الموصلات. عند تطبيق انحياز أمامي عبر الطبقات المدمرة n وp-doed في الصمام الثنائي الكهربائي، تعيد إلكترونات الحامل من الطبقة المطعمة n الاندماج مع الثقوب من الطبقة المطعمة p في المنطقة النشطة. هذا التركيب الإشعاعي يطلق طاقة على شكل فوتونات (ضوء). تنتج هذه الآلية انبعاثا ضيق النطاق، مما ينتج عنه ألوان محددة مثل الأحمر والأزرق والأخضر أو البنفسجي.
اختيار المواد:
نيتريد الإنديوم غاليوم (InGaN)، وهو شبه موصل ذو فجوة نطاق مباشرة، يستخدم عادة في تصنيع شرائح LED عالية الكفاءة. تتطلب مصابيح LED الزرقاء أو البنفسجية المعتمدة على InGaN، بسبب توزيعها الطيفي الضيق، محولات طول موجة لتوسيع ملف انبعاثها. تنتج هذه العملية ضوءا أبيض، يدركه العين البشرية على أنه أبيض. أضواء InGaN الزرقاء المحولة بالفوسفور، والتي غالبا ما تسمى مصابيح المضخة الزرقاء، تحقق فعالية عالية من خلال دمج ضوء ضيق الأطوال الموجة مع فوسفورات بتركيبات مختلفة لتوليد خصائص طيفية مختلفة للضوء الأبيض.
توزيع الطاقة الطيفية (SPD):
القدرة على تخصيص توزيع الطاقة الطيفية (SPD) لضوء LED هي ميزة كبيرة. يصف SPD كمية الطاقة الإشعاعية المنبعثة عند كل طول موجي، مما يؤثر على عرض الألوان والمظهر. توفر مصابيح LED مرونة في ضبط SPD، مما يسمح للأضواء السفلية بإنتاج ضوء بأداء تمثيل ألوان مشابه للمصابيح المتوهجة وحتى ضوء النهار الطبيعي عند درجات حرارة لونية مترابطة مختلفة (CCT). تعد هذه القدرة على التكيف ضرورية لتطبيقات الإضاءة الداخلية، لأنها تؤثر على كيفية إدراك الأجسام والبيئات.
انخفاض انبعاثات الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء:
تتمتع مصابيح LED بميزة ملحوظة بأنها تنتج إشعاعا فوق بنفسجي ضئيلا (<5 ميكروواط/لمتر) ولا تنتج أي إشعاع تحت الحمراء. يمكن أن تكون انبعاثات الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء ضارة للمواد الحساسة للضوء، بما في ذلك التحف المتاحفية، وبضائع التجزئة، ومنتجات البقالة. من خلال تقليل هذه الانبعاثات، تساعد مصابيح LED في الحفاظ على سلامة العناصر الحساسة وتحسين جودة الإضاءة العامة في مختلف البيئات.
باختصار، يوفر التقدم في تكنولوجيا LED حلول إضاءة عالية الكفاءة، متينة، وقابلة للتخصيص. قدرتها على إنتاج ضوء عالي الجودة مع انبعاثات قليلة من الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء تجعلها مثالية لمجموعة واسعة من التطبيقات، مما يعزز الوظائف والحفظ على حد سواء.
