红外LED发光二极管的工作原理与应用解析

红外LED发光二极管的基本原理

红外LED发光二极管是一种能够发射近红外光（通常波长在700nm至1000nm之间）的半导体器件。其工作原理基于电子与空穴在PN结复合时释放能量，以光子形式辐射出红外光。与可见光LED不同，红外LED发出的光人眼不可见，但可通过专用传感器或摄像头捕捉。

核心结构与材料

• 半导体材料：常用的材料包括砷化镓（GaAs）、铝砷化镓（AlGaAs）和磷化铟镓（InGaP），这些材料具有适合红外波段发射的能带结构。
• PN结设计：通过优化掺杂浓度和结区厚度，提高载流子复合效率，从而提升发光强度和响应速度。
• 封装技术：采用环氧树脂或硅胶封装，保护芯片并增强光输出效率，部分型号还配备透镜以聚焦红外光束。

红外LED发光二极管的主要应用领域

1. 遥控系统

红外LED广泛用于电视、空调、机顶盒等家电遥控器中。通过调制编码信号，实现远距离无线控制，具有成本低、功耗小、抗干扰能力强等优势。

2. 安防监控系统

在夜间或低光环境下，红外LED作为补光光源，配合红外摄像机可实现全天候监控。例如，智能门铃、停车场监控、周界防范系统均依赖红外照明。

3. 生物识别与健康监测

部分可穿戴设备利用红外LED检测血氧饱和度（SpO2）和心率，通过测量皮肤对红外光的吸收差异来分析生理参数。

4. 自动感应与工业控制

红外LED常用于自动门、洗手间感应器、机器人避障系统等场景，通过反射光判断物体存在与否，实现非接触式感知。