ما هو مبدأ إصدار الضوء لمصابيح LED؟

ما هو مبدأ انبعاث الضوء في مصابيح LED؟ مصباح LED عبارة عن رقاقة من مادة شبه موصلة كهربائية، تُعالج على الحامل بغراء فضي أو أبيض، ثم تُوصل بالرقاقة ولوحة الدائرة بأسلاك فضية أو ذهبية، وتُغلّف براتنج إيبوكسي حولها لحماية السلك الداخلي. وظيفتها: يُركّب الغلاف أخيرًا، مما يضمن مقاومة ممتازة للصدمات. 1. هيكل حبة المصباح: من أهم هياكل انبعاث الضوء في مصابيح LED (الصمام الثنائي الباعث للضوء) حبة المصباح بحجم حبة المونج داخل المصباح. على الرغم من صغر حجمها، إلا أن وظيفتها ليست بالقليلة.

بعد التكبير على بنية حبة مصباح LED، سنجد رقاقة بحجم حبة سمسم. بنية الرقاقة معقدة للغاية، وتنقسم إلى عدة طبقات: تُسمى الطبقة Z العليا طبقة أشباه الموصلات من النوع P، والطبقة الوسطى هي طبقة انبعاث الضوء، وتسمى الطبقة Z السفلية طبقة أشباه الموصلات من النوع N. إذن، كيف ينبعث ضوء LED؟ 2. مبدأ انبعاث الضوء من وجهة نظر فيزيائية: عندما يمر التيار عبر الرقاقة، تصطدم الإلكترونات الموجودة في أشباه الموصلات من النوع N والثقوب الموجودة في أشباه الموصلات من النوع P بعنف وتتحد مرة أخرى في طبقة انبعاث الضوء لتوليد فوتونات، والتي تنبعث منها الطاقة على شكل فوتونات (أي الضوء الذي تراه).

يُطلق على مصباح LED أيضًا اسم الصمام الثنائي الباعث للضوء، وهو صغير الحجم وهش للغاية، وغير مريح للاستخدام المباشر. لذلك، أضاف المصمم غلافًا واقيًا وأغلقه من الداخل، مما شكّل خرزة مصباح LED سهلة الاستخدام. بعد توصيل العديد من خرزات مصباح LED معًا، يمكن تشكيل مصابيح LED متنوعة.

٣. مصابيح LED بألوان مختلفة. تُنتج أشباه الموصلات المصنوعة من مواد مختلفة ألوانًا مختلفة من الضوء، مثل الضوء الأحمر والأخضر والأزرق، وغيرها. ومع ذلك، لا يُمكن لأي مادة شبه موصلة إصدار ضوء أبيض حتى الآن. ولكن كيف تُصنع خرزات مصابيح LED البيضاء التي نستخدمها عادةً؟ ٤. إنتاج مصابيح LED البيضاء، وهنا لا بد من ذكر الدكتور شوجي ناكامورا، الحائز على جائزة نوبل.

اخترع الصمام الثنائي الباعث للضوء الأزرق، الذي وضع الأساس أيضًا للصمام الثنائي الباعث للضوء الأبيض. بناءً على هذه المساهمة المهمة، مُنح جائزة نوبل في الفيزياء عام ٢٠١٤. أما بالنسبة لكيفية تحويل الصمامات الثنائية الباعثة للضوء الزرقاء إلى بيضاء، فإن السبب الرئيسي هو وجود طبقة إضافية من الفوسفور في الشريحة.

لم يتغير مبدأ انبعاث الضوء الأساسي كثيرًا: بين طبقتين من أشباه الموصلات، تصطدم الإلكترونات والفجوات وتتحد مجددًا لإنتاج فوتونات زرقاء في طبقة انبعاث الضوء. يمر جزء من الضوء الأزرق المتولد عبر الطبقة الفلورية وينبعث مباشرةً؛ بينما يصطدم الجزء المتبقي بالطبقة الفلورية ويتفاعل معها مُنتجًا فوتونات صفراء. يُنتج الضوء الأبيض بدمج (مزج) الفوتونات الزرقاء مع الفوتونات الصفراء.

في الوقت الحاضر، يُعدّ نطاق استخدام مصابيح LED واسعًا جدًا. فعلى سبيل المثال، تُستخدم شرائط إضاءة LED التي تنتجها شركة Xinshengkai Optoelectronics على نطاق واسع في الديكور الداخلي والخارجي، وتصميم الشوارع، وواجهات عرض المجوهرات، والحدائق، والسيارات، والمسابح، واللافتات الإعلانية، والفنادق، ومراكز التسوق، وقاعات KTV، وأماكن الترفيه، وغيرها. وبالمقارنة مع أدوات الإضاءة التقليدية، تُعدّ مصابيح LED أكثر حداثة وعصرية، وهي عناصر ديكور لا غنى عنها في الحياة العصرية.