LED-tulede valgust kiirgav põhimõte
1. Lambi helmeste struktuur
LED-lambi (Light Emitting Diode) üheks olulisemaks valgusstruktuuriks on lambis olev mungoa suurune rant. Kuigi selle suurus on väike, on sellel midagi pistmist.
Pärast LED-lambi helme struktuuri suurendamist leiate seesamikujulise kiibi.
Vahvli struktuur on äärmiselt keeruline, jagatud mitmeks kihiks: ülemist kihti nimetatakse P-tüüpi pooljuhtkihiks, keskmist kihti valgust kiirgavaks kihiks ja alumist kihti nimetatakse N-tüüpi pooljuhtkihiks.
Kuidas siis LED-valgus kiirgab?
2, luminestsentsi põhimõte
Füüsikalisest vaatenurgast: kui vool läbib vahvli, siis N-tüüpi pooljuhi elektronid ja P-tüüpi pooljuhi augud põrkuvad ning valgust kiirgavas kihis rekombineeruvad ägedalt, tekitades footoneid, mis kiirgavad energiat footonite vorm (st valgus, mida kõik näevad) .
LED-i nimetatakse ka valgusdioodiks. Selle korpus on väike ja habras, mistõttu on selle otsekasutamine ebamugav. Nii lisas disainer sellele kaitsekesta ja sulges selle sees, moodustades nii hõlpsasti kasutatava LED-lambi helme.
Pärast paljude LED-lampide helmeste ühendamist saab moodustada mitmesuguseid LED-tulesid.
3, erinevat värvi LED-tuled
Erinevatest materjalidest pooljuhid toodavad erinevat värvi valgust, näiteks punast, rohelist, sinist ja nii edasi. Ükski pooljuhtmaterjal ei suuda aga seni valget valgust kiirata.
Kuidas aga toota valgeid LED-lambi helmeid, mida me tavaliselt kasutame?
4. Valgete LED-tulede tootmine
Siinkohal peame mainima Nobeli preemia laureaadi Dr. Shuji Nakamura. Ta leiutas sinise LED-i, mis pani ka teatud aluse valgele LED-ile. Selle märkimisväärse panuse põhjal pälvis ta 2014. aastal Nobeli füüsikaauhinna.
Mis puudutab seda, kuidas sinised LED-id muudetakse valgeteks LED-ideks, siis suurim põhjus on see, et kiibis on täiendav luminofoorkiht.
Valguse emissiooni põhiprintsiip pole palju muutunud: kahe pooljuhtide kihi vahel põrkuvad elektronid ja augud ning taasühendavad ning toodavad valgust kiirgavas kihis siniseid footoneid.
Osa poolt toodetud sinisest valgusest läbib fluorestsentskatte ja kiirgab otse; ülejäänud osa tabab fluorestseeruvat katet ja suhtleb sellega, tekitades kollaseid footoneid. Sinine footon ja kollane footon töötavad koos (segatuna), et tekitada valget valgust.
