Yorug`lik chiqaruvchi diodlar reja: Yorug'lik beruvchi diod nima? Yorug’lik diodlari haqida ummumiy malumot

 

---

Yorug'lik chiqaradigan diodlar (LED) asoslari 
Optik mikroskopda yoritish uchun eng istiqbolli texnologiyalar orasida 
yorug'lik chiqaradigan diod (LED) mavjud. Ushbu ko'p qirrali yarimo'tkazgichli 
qurilmalar cho'g'lanma (volfram galogeni) va yoy lampalarida mavjud bo'lmagan 
barcha kerakli xususiyatlarga ega va past kuchlanishli batareyalar yoki nisbatan 
arzon o'zgaruvchan quvvat manbalari bilan quvvat olish uchun etarlicha samarali. 
LEDlar chiqaradigan turli xil spektral chiqish ultrabinafsha, ko'rinadigan va yaqin 
infraqizil hududlarni qamrab olgan floroforlar uchun optimal qo'zg'atuvchi to'lqin 
uzunligi diapazoni bilan ta'minlash uchun individual diodli yorug'lik manbasini 
tanlash imkonini beradi. Bundan tashqari, yangi yuqori quvvatli LEDlar 
lyuminestsent mikroskopiyaning keng doiradagi ilovalari uchun foydali yorug'lik 
manbasini ta'minlash uchun etarli intensivlikni hosil qiladi. Oddiy kvazi-
monoxromatik LEDning yarim maksimaldagi to'liq kengligi 20 dan 70 
nanometrgacha o'zgarib turadi (1-rasm). 1-jadvalda ko'rsatilgandek, chiqish to'lqin 
uzunligi 400-465 nanometr diapazonda bo'lgan LEDlarning quvvati 20 millivatt/sm
2
dan oshsa, to'lqin uzunligini chiqaradigan ko'pchilik LEDlar (yashildan qizilgacha) 
10 millivatt/sm
2
dan kam quvvatga ega. 535 dan 585 nanometrgacha bo'lgan 
spektordagi bir nechta LEDlar diodlar binafsha yoki ultrabinafsha nurlar chiqaradi
birlamchi LED tomonidan qo'zg'atiladigan ikkilamchi fosforni o'z ichiga olganligi 
bilan bog'liq bo'lib, quvvat chiqishini kamaytiradi va spektral profilni kengaytiradi. 
Shunday qilib, TRITC, MitoTrackers va apelsin yoki qizil lyuminestsent oqsillar 
kabi keng tarqalgan floroforlar uchun eng foydali bo'lgan yashildan sariq-to'q sariq 
ranggacha qo'zg'alish mintaqasi yuqori yorug'lik darajasini talab qiladigan ilovalar 
uchun (masalan, FRAP va fotoaktivatsiya) salbiy tomoni bo'lib qolmoqda. . 
Lazer nuri bilan solishtirganda, LEDlarning kengroq tarmoqli kengligi turli 
xil lyuminestsent zondlarni hayajonlantirish uchun foydaliroqdir va boshq lampalar 

---

chiqaradigan haddan tashqari issiqlik va uzluksiz spektr bilan solishtirganda, LEDlar 
sovuqroq, kichikroq va juda qulayroq mexanizmni ta'minlaydi. manbani yoqish va 
o'chirish, shuningdek, ma'lum to'lqin uzunliklarini tezda tanlash uchun. Flüoresan 
mikroskopiya uchun mo'ljallangan tijorat LED yoritish moslamalari bir nechta 
ishlab chiqaruvchilar tomonidan taqdim etilgan va simob va metall halid yoy 
lampalarining yorqin spektrli chiziqlari bilan solishtirganda zaifroq emissiya 
intensivligiga qaramay, LED rivojlanishining hozirgi tendentsiyalari yorqinlikning 
sezilarli darajada oshishini kutmoqda. keyingi bir necha yil ichida barcha to'lqin 
uzunligi mintaqalarida.
Bundan tashqari, ichki ko'zgu orqali yorug'lik yo'qotilishini kamaytiradigan 
geometriyaga ega bo'lgan kristall kristallarini ishlab chiqarishga qaratilgan LED 
texnologiyasidagi so'nggi yutuqlar floresan mikroskopiyadagi deyarli barcha 
ilovalarga kiritilishi mumkin bo'lgan qurilmalarni yaratishga yordam berishi kerak. 
1-rasmda ko'rsatilgan bir nechta tijorat diodlari uchun LED emissiya spektral 
profillari. Spektrlar floresan optik blokda joylashgan keng polosali oyna yordamida 
mikroskopning ob'ektiv fokal tekisligida qayd etilgan. Ushbu LEDlarning quvvat 
darajalari 1-jadvalda ko'zgu va umumiy floresan filtr to'plamlari yordamida 
keltirilgan. 
Yuqori darajadagi yorqinlik yoki yorqinlikni namoyish etadigan yoy 
lampalaridan farqli o'laroq, LED texnologiyasi 1960-yillarning oxirida qizil 
yorug'likning mingdan bir lümenini ta'minlay oladigan oddiy qurilmalardan asta-
sekin rivojlandi. Biroq, so'nggi 40 yil ichida LEDlar mikroprotsessorlar bilan 
raqobatlashadigan tezlikda rivojlandi. Gordon E. Murning kompyuter chipidagi 
tranzistorlar soni har ikki yilda ikki baravar ko'payishi haqidagi bashoratiga o'xshab, 
Agilent Technologies kompaniyasi olimi Roland Xayts har 10 yilda LEDlarning 
yorqinligi 20 barobar oshishini bashorat qildi.
Darhaqiqat, hozirda Haitz qonuni deb ataladigan narsa ishonchli ekanligi 
isbotlangan, chunki LEDlar har ikki yilda bir marta yorqinligi ikki baravar 
ko'paygan va ishlashda bu keskin o'sishni davom ettirishi kutilmoqda. Ularning 
yorqinligi va mavjud ranglar diapazoni oshgani sayin, LEDlar turli xil yangi 
ilovalarda, jumladan, uy va sanoat yoritgichlari uchun cho'g'lanma lampalarni 
energiyani tejovchi va bardoshli almashtirish rolida qo'llanila boshlandi. Bundan 
tashqari, yuqori samarali LEDlar hozirda turli xil sanoat, tibbiy va harbiy ilovalarda 
qo'llanilmoqda. Ko'pgina misollar orasida navigatsiya, robototexnika, mashinani 
ko'rish, endoskopiya va diagnostika asboblari mavjud. Kelajakda iqtisodiyotning 
optik mikroskopiyadan ko'ra ko'proq bozor kuchiga ega bo'lgan sohalarida LED 
qurilmalariga asoslangan yuqori yorqinlikdagi yorug'lik manbalariga talab ortib 
borishi kerak. Bu talab, shubhasiz, barcha spektral hududlarda chiqaradigan kuchli 
LEDlarni 
ishlab 
chiqish 
uchun 
harakatlantiruvchi 
kuch 
bo'lib, 
optik 
mikroskopiyadagi barcha yoritish usullaridan foyda keltiradi. 
Mikroskopiya uchun yorug'lik manbalari sifatida LEDlarni qo'llash bo'yicha 
ko'plab dastlabki urinishlar qisman dastlabki qurilmalarning past nurlanish chiqishi 
tufayli muvaffaqiyatsizlikka uchradi. Umuman olganda, mikroskopni yoritish uchun 

---

ilgari patentlangan dizaynlar bir xil yoritish naqshini yaratish uchun guruhlangan 
ko'p sonli LEDlarga asoslangan edi. Ushbu yondashuv nisbatan yuqori nurlanish 
oqimi darajasini ishlab chiqardi, lekin bunday katta, tarqalgan yorug'lik manbasidan 
kelib chiqadigan past nurlanishni bartaraf eta olmadi (yoyni zaryadsizlantirish 
chiroqining nuqta manbasi xususiyatlaridan farqli o'laroq). Hozirgi vaqtda mavjud 
bo'lgan yuqori samarali LEDlar floresan epi-yoritilishida yoki uzatilgan 
mikroskopda polixromatik yorug'likda kuzatishlar uchun past fazoviy muvofiqlikka 
ega bo'lgan monoxromatik yorug'likning yuqori samarali manbai sifatida alohida 
ishlash uchun etarlicha yorqin. Garchi ularning o'rtacha spektral nurlanishi kuchli 
HBO (simob) 100 vattli yoy deşarjli chiroqning spektral cho'qqilaridan pastroq 
bo'lsa-da, u ko'rinadigan ko'plab ob'ektlarda XBO (ksenon) 75 vattli yoy 
chiroqlarining kontinuumiga yaqinlashmoqda. spektrning qismlari. 
Elektr tokini ko'rinadigan yorug'likka aylantirishda LEDlar kamon deşarjli 
lampalarga qaraganda ancha samarali bo'lib, ko'pincha HBO 100 vattli manba uchun 
22 lumenga nisbatan vatt uchun 100 lumengacha chiqishga erishadi. Ushbu 
yarimo'tkazgichli qurilmalar mustahkam va ixcham bo'lib, ular ko'pincha 100 000 
soat yoki HBO simob lampasidan taxminan 500 baravar ko'proq foydalanishi 
mumkin. Yashil LEDlarning bir nechtasi 75 foizgacha konversiya samaradorligiga 
ega, ammo bu to'lqin uzunligi diapazonidagi qurilmalar hali ham kam quvvat 
chiqishidan aziyat chekmoqda. Bundan farqli o'laroq, mos ravishda 250 va 150 
millivatt yorug'lik chiqishiga ega binafsha va ko'k LEDlar hozirda sotuvda va 
boshqa to'lqin uzunliklarida shunga o'xshash quvvatlar yaqin kelajakda mavjud 
bo'lishi kerak. LEDlarning chiqishi yuqori chastotalarda (5 kilogertsgacha) 
modulyatsiya qilinishi mumkin va ularning chiqish yorqinligini tartibga solish 
mumkin b y mavjud oqimni nazorat qilish. Ushbu foydali xususiyatlar mexanik 
panjurlar, shuningdek, mikroskopiya ilovalarida namunaning yoritilishini nazorat 
qilish uchun neytral zichlikdagi filtrlarga bo'lgan talabni yo'q qiladi. LEDlar 
nisbatan tor spektral emissiya profillariga ega bo'lsa-da, aksariyat hollarda ular 
haddan tashqari (spektral dumlarda) qoldiq to'lqin uzunliklarini olib tashlash uchun 
interferentsiyali yupqa plyonkali qo'zg'atuvchi filtrlar bilan ishlatilishi kerak. 
LEDlarning optik quvvati 

---