Красный диод: Купить Светодиод Красный 5мм, 10шт Arduino/ESP/Raspberry Pi (Доставка РФ,СНГ)

c Медицинская школа Восточной Вирджинии, отделение дерматологии, Норфолк, Вирджиния

Шраддха Десаи

^a Медицинский центр Университета Лойола, отделение дерматологии, Мэйвуд, Иллинойс

Джеймс Свон

^a Медицинский центр Университета Лойолы, отделение дерматологии, Мэйвуд, Иллинойс

^a Медицинский центр Университета Лойолы, Департамент дерматологии, Мейвуд, Иллинойс

^b Медицинская школа Стритча Университета Лойолы, Мэйвуд, Иллинойс

^c Медицинская школа Восточной Вирджинии, Департамент дерматологии, Норфолк, Вирджиния

Abstract

Предпосылки: В начале 1990-х годов было осознано биологическое значение светодиодов. После этого открытия различные источники света были исследованы на предмет их кожного воздействия. Дизайн исследования: В период с 1996 по 2010 год был проведен поиск в Medline по светодиодным источникам света и их терапевтическим эффектам.Кроме того, было проведено открытое, слепое исследование с использованием желтого светодиода для лечения акне, розацеа, фотостарения, очаговой алопеции и андрогенной алопеции. Результаты: Авторы выявили несколько отчетов о случаях, небольших серий случаев и несколько рандомизированных контролируемых испытаний, оценивающих использование светоизлучающих диодов четырех различных длин волн. Эти устройства были классифицированы как красные, синие, желтые или инфракрасные и охватывали широкий спектр клинических применений.У 21 пациента, которого лечили авторы, были смешанные результаты в отношении удовлетворенности пациентов и оценки улучшения клинического внешнего вида до и после лечения. Заключение: Обзор литературы показал, что разные длины волн светодиодных устройств имеют много положительных эффектов, включая заживление ран, лечение акне, профилактику солнечных ожогов, фототерапию морщин на лице и омоложение кожи. Клинический опыт авторов с конкретным устройством с желтым светодиодом был неоднозначным, в зависимости от состояния, которое лечат, и, вероятно, на него влияли параметры устройства.

Светодиодные источники уникальны тем, что они некогерентно излучают узкий спектр света. Светодиод был изобретен в 1962 году, но первые светодиоды не обладали способностью производить биологически значимую энергию. Кроме того, излучаемые длины волн были широкими и варьировались на целых 100 нм. В 1990-х годах Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) разработало светодиоды, которые производили очень узкий спектр света, что, в свою очередь, позволило им впервые использовать их в клинической практике. ¹ За последние 15 лет лучшее понимание фотобиологии и возросший спрос на малоинвазивные, но эффективные дерматологические методы лечения привели к растущему интересу к светодиодным устройствам.

Насколько известно авторам, исчерпывающий обзор методов лечения на основе светодиодов никогда не выпускался. Авторы искали Ovid MEDLINE® с 1996 по декабрь 2013 года на предмет статей, в которых «светодиодный свет» или «светоизлучающие диоды» были соединены с «терапией» и «кожей». Всего было 155 результатов, и подробно описано, как статьи были выбраны на блок-схеме PRISMA.Здесь авторы рассматривают науку, лежащую в основе светодиодов, а затем расширяют клиническое применение светодиодов красного, желтого, синего и ближнего инфракрасного (ИК) диапазона. Наконец, они обсуждают собственный опыт использования устройства с желтым светодиодом.

Блок-схема PRISMA, показывающая, как выбирались изделия

LED TECHNOLOGY

Светодиоды представляют собой полупроводниковый кристалл, расположенный на отражающей поверхности. Свет образуется, когда электричество проходит через полупроводник. Длина волны излучаемого света зависит от состава полупроводникового кристалла.Глубина проникновения в ткань и, следовательно, цель света в первую очередь зависит от длины волны света. Сводка параметров светодиодов с разными длинами волн и их клинического применения представлена ​​в.

ТАБЛИЦА 1

Параметры светодиодов с разными длинами волн и их клиническое применение

Подача света с помощью светодиодных устройств может быть непрерывной или фотомодулированной.Фотомодулированный свет доставляется в импульсном режиме с определенной последовательностью импульсов и длительностью. Есть свидетельства того, что фотомодулированный свет влияет на клетки иначе, чем непрерывный свет. ¹ Имеющиеся в продаже светодиодные блоки имеют длины волн в красной, желтой, синей и ближней инфракрасной частях спектра.

МЕХАНИЗМ

Исследования светодиодных механизмов выявили несколько путей, с помощью которых достигается клиническая польза. Светодиоды, по-видимому, влияют на клеточный метаболизм, вызывая внутриклеточные фотобиохимические реакции.Наблюдаемые эффекты включают повышение АТФ, модуляцию активных форм кислорода, индукцию факторов транскрипции, изменение синтеза коллагена, стимуляцию ангиогенеза и усиление кровотока. ²

Было показано, что красные светодиоды конкретно активируют фактор роста фибробластов, увеличивают проколлаген 1 типа, увеличивают матричную металлопротеиназу-9 (MMP-9) и уменьшают MMP-1. Гистологически было продемонстрировано увеличение количества фибробластов и легкий воспалительный инфильтрат после воздействия. ^{3 , 4}

Фотомодулированный желтый свет изменяет продукцию АТФ, экспрессию генов и активность фибробластов. ^{5 — 7} Считается, что увеличение продукции АТФ опосредовано поглощением фотонов митохондриальным протопорфирином IX. Интересно, что только фотомодулированный желтый светодиод вызывает тканевую реакцию, подразумевая, что способность света воздействовать на клетки зависит от количества и характера доставки фотонов. ⁸

Синий свет, по-видимому, оказывает свое влияние на угри через влияние на Propionibacterium acnes и его противовоспалительные свойства. P. acnes содержит порфирины природного происхождения, в основном копропорфирин и протопорфирин IX. Считается, что поглощение синего света этими молекулами вызывает эффект естественной фотодинамической терапии (ФДТ) с разрушением бактерий за счет образования свободных радикалов кислорода. Противовоспалительный эффект синего света, по-видимому, является результатом сдвига в производстве цитокинов. ⁹

Ближний инфракрасный свет, также известный как монохроматическая инфракрасная энергия (MIRE), как полагают, стимулирует кровообращение, вызывая высвобождение гуанилатциклазы и закиси азота, что, в свою очередь, способствует расширению сосудов и продукции факторов роста, а также ангиогенезу. , что приводит к последующему заживлению ран. ¹⁰

УСТРОЙСТВА И УКАЗАНИЯ, УТВЕРЖДЕННЫЕ FDA

Существует множество производителей светодиодных ламп, а некоторые из них производят системы с различной длиной волны.Photo Therapeutics, Inc. из Карлсбад, Калифорния, продает несколько светодиодных систем под торговой маркой Omnilux ©. Omnilux PDT ™ (633 нм) показан для PDT немеланомного рака кожи (NMSC). Omnilux Revive ™ (633 нм) — это устройство красного света, предназначенное для омоложения кожи. Он производит примерно на 30 процентов больше выходной энергии, чем устройство PDT. Omnilux Blue ™ (415 нм) одобрен для лечения акне и актинического кератоза (АК). Omnilux Plus ™ (830 нм) — это инфракрасное устройство, предназначенное для омоложения кожи и заживления ран. ¹¹

Совсем недавно компания Ambicare Health of Scotland создала портативное адгезивное устройство PDT под названием Ambulight PDT ™. Ибботсон и Фергюсон ¹² показали, что он столь же эффективен и менее болезнен при лечении немеланомного рака кожи, как и обычная ФДТ, из-за более низкой освещенности. Его можно рассматривать как альтернативное лечение изолированного поражения.

Light Bioscience из Вирджиния-Бич, штат Вирджиния, производит устройство желтого света, GentleWaves® LED Photomodulation® (590 нм).Он обеспечивает 35-секундную обработку в запатентованном импульсном цикле 102 мс. Хотя во время тестирования было показано, что импульсный свет эффективен, непрерывная доставка света не показала свою эффективность во время первоначального тестирования устройства. ⁶

Anodyne Therapy, LLC, Тампа, Флорида, продает терапевтическую систему MIRE (890 нм). Устройство предназначено для улучшения кровообращения и уменьшения боли, скованности и мышечных спазмов.

КРАСНЫЕ СВЕТО-ИЗЛУЧАЮЩИЕ ДИОДЫ

Красные светодиоды имеют самое глубокое проникновение в ткани из видимых длин волн и поэтому используются для воздействия на кожные структуры, такие как придатки и фибробласты. ¹³ Красные светодиоды были изучены для широкого спектра применений, включая заживление ран, фотоповреждение, лечение NMSC, предраковых состояний, бородавок и профилактику мукозита полости рта у онкологических больных.

Исследование красного светодиода (633 нм) на разрезе лица у пациентов, перенесших блефаропластику и периокулярную шлифовку, продемонстрировало статистически значимое уменьшение отека, эритемы, синяков и боли на обработанной стороне лица. ¹⁴ Красный светодиод (633 нм) после абляции ладонно-подошвенных бугорков после легированного эрбием иттриево-алюминиевого граната (Er: YAG) ускоряет выздоровление. ¹⁵ Ретроспективное слепое исследование, проведенное Сакамото и др. ¹⁶ , обнаружило, что аминолевулиновая кислота (ALA) или метилолевулиновая кислота (MAL) в сочетании с красным светодиодом статистически улучшает внешний вид рубца после двух или более процедур. В 2011 году проспективное двойное слепое рандомизированное контролируемое исследование с разделением лица, проведенное Sanclemente et al. ¹⁷ , показало, что MAL в сочетании с красным светодиодом продемонстрировал превосходную эффективность в лечении глобального фотоповреждения лица по сравнению с плацебо и красным светодиодом на основе Dover’s модифицированная глобальная оценка фотоповреждения.Лечение хорошо переносилось и привело к высокому удовлетворению пациентов у 80,4% пациентов. ¹⁷ Аналогичное проспективное рандомизированное исследование MAL-PDT с красным светом также обнаружило глобальное клиническое улучшение у 10 из 14 пациентов и гистологически обнаружило увеличение коллагеновых волокон и уменьшение эластических волокон. ¹⁸

Красный светодиодный свет представляется перспективным вариантом лечения предраковых и злокачественных поражений. Успешное лечение NMSC с помощью красного светодиода было продемонстрировано Calzavara-Pinton et al. ¹⁹ , которые использовали два сеанса MAL-PDT для лечения 112 подтвержденных биопсией поражений болезни Боуэна (BD).Частота полного ответа составила 73,2 процента через три месяца и 53,6 процента через 24 месяца после лечения. Они обнаружили, что лучший клинический ответ был при хорошо дифференцированных (по шкале Бродерса I и II) поражениях BD, а худший — при узловых, инвазивных и / или низкодифференцированных (по шкале Бродерса III и IV) поражениях BD. ¹⁹ NMSC с красным светодиодом PDT был продемонстрирован Wong et al. ²⁰ , которые использовали изготовленную на заказ матрицу светодиодов красного (630 нм) цвета в сочетании с 2% ALA для лечения болезни Боуэна пальца.Обработка проводилась при 240 Дж / см ² за два 50-минутных сеанса. Полное клиническое выздоровление произошло у 3 из 4 пациентов, все из которых зажили без рубцов. Гистологический клиренс был подтвержден у одного из этих пациентов. ²⁰ Lopez et al. ²¹ продемонстрировали эффективное лечение обширной болезни Боуэна с помощью ФДТ с красным светодиодом перед нанесением крема MAL. Восемнадцать пациентов прошли лечение, и 90 процентов их поражений показали полный клинический ответ через 12 недель с хорошими или отличными косметическими результатами у 94 процентов пациентов при 12-месячном наблюдении. ²¹ Действительно, обзорная статья трех баз данных за 2011 год показала, что MAL в сочетании со светодиодами имеет самый высокий уровень отклика 95 процентов по сравнению с 82 процентами с ALA-PDT. ²² В Соединенном Королевстве Baas et al. ²³ показали многообещающие результаты в лечении базальноклеточной карциномы (BCC) после использования внутривенного фотосенсибилизатора второго поколения, мета-тетрагидроксифенилхлорина (mTHPC), в сочетании с красным светодиодом ( 652 нм). ²³

Дополнительные исследования оценили эффективность ФДТ с красными светодиодами при лечении АК.Wiegell et al., ^{, 24,} показали, что красный светодиод более эффективен, чем непрерывный искусственный дневной свет сверхнизкой интенсивности при АК-терапии. ²⁴ В двух других исследованиях пациенты прошли две процедуры MAL-PDT с интервалом в одну неделю. Первое исследование показало, что полный ответ составил 59,2 процента в группе лечения по сравнению с 14,9 процента в группе плацебо. ²⁵ Второе исследование показало, что показатель полного ответа в группе лечения составляет 68,4 процента по сравнению с 6,9 процента в группе плацебо. ²⁶ Недавнее исследование с участием 50 пациентов, однако, не показало разницы между эффективностью MAL-PDT и импульсного лазера на красителе (PDL) на AK, хотя PDL, по-видимому, проще в использовании и менее болезненно. ²⁷

Ретроспективный анализ ФДТ не по назначению с MAL в Италии показал терапевтическую роль для лечения гранулематозных кожных заболеваний и фолликулярных воспалительных заболеваний, таких как обыкновенные угри, кольцевидная гранулема и липоидный некробиоз. ²⁸ Несмотря на эти предположения, в многоцентровом исследовании 2011 г., проведенном Berking et al. ²⁹ , не рекомендовалось MAL-PDT в качестве терапии первой линии necrobiois lipoidica из-за скорости ответа 39%.

Красный светодиод (660 нм) предотвращает эритему, вызванную ультрафиолетом (УФ). В исследовании Barolet et al., ³⁰ субъектов испытали увеличение минимальной дозы эритемы (MED), что соответствовало приблизительно коэффициенту защиты от солнца (SPF) 15 после серии из 5-10 процедур с красными светодиодами. ³⁰ Не оценивалось, обеспечивает ли светодиодное облучение реальное уменьшение УФ-повреждения или просто уменьшение эритемы.

Наконец, Whelen et al. ³¹ обнаружили положительный эффект ежедневного лечения красными светодиодами (670 нм) на частоту и тяжесть орального мукозита (ОМ) у педиатрических пациентов, проходящих миелоаблативную терапию. ³¹ Точно так же Corti et al. ³² сообщили, что лечение с помощью красного светодиода безопасно и способно сократить продолжительность вызванного химиотерапией ОМ у взрослых.

ЖЕЛТЫЕ СВЕТОДИОДЫ

Желтые светодиоды проникают в кожу на расстоянии от 0,5 до 2 мм. Большая часть применения желтых светодиодов была сосредоточена на фотостарении и в качестве вспомогательной терапии к лазерному лечению. Недавно также было показано, что он снижает интенсивность и продолжительность эритемы после фракционной лазерной шлифовки кожи. ³³

В большом исследовании Weiss et al. ⁶ сообщили о своем клиническом опыте применения фотомодулированного желтого светодиода (590 нм) у 900 пациентов с фотостарением кожи. Пациенты получали лечение светодиодом отдельно или в сочетании с интенсивным импульсным светом (IPL), PDL, калий-титанилфосфатным (KTP) лазером или инфракрасными лазерами. Пациенты, получавшие только светодиод, сообщали о смягчении кожи и уменьшении морщин. Пациенты, прошедшие посттермическое / неаблативное лечение, сами сообщили о снижении эритемы после лечения при первичном лечении.В двух исследованиях Weiss et al. Желтый светодиод (590 нм) использовался у 93 и 90 пациентов, соответственно, с легким или умеренным фотостарением. В первом исследовании независимый наблюдатель определил, что фотостарение уменьшилось на один класс морщин по Фитцпатрику у 90 процентов субъектов. ⁸ Во втором исследовании оптическая профилометрия показала 10-процентное улучшение по топографическим измерениям поверхности, а гистология показала увеличение коллагена у 100 процентов субъектов после лечения. ³⁴

Несмотря на эти многообещающие результаты, исследование Boulos et al. ³⁵ предполагает, что эти результаты осложняются эффектом плацебо или предвзятостью наблюдателя.Они провели исследование, призванное повторить результаты Вайса. Они обнаружили схожее восприятие пациентов, но не смогли воспроизвести объективные данные с помощью группы из 30 слепых экспертов, включая офтальмологов и окулопластических хирургов. ³⁵ Опыт авторов, который будет обсужден позже, согласуется с результатами Булоса.

Хури и Голдман ³⁶ выполнили исследование с разделенным лицом, в котором испытуемые получили две фотомодулированные обработки желтым светодиодом после IPL.Ослепленный наблюдатель определил примерно 10-процентное уменьшение эритемы на обработанной стороне. Четыре пациента также сообщили об уменьшении боли. ³⁶ Аналогичным образом было показано, что фотомодулированный желтый светодиод ускоряет заживление и уменьшает эритему после фракционной лазерной терапии. ³³

DeLand et al. ³⁷ исследовали значение терапии фотомодуляцией желтого светодиода (590 нм) в отношении предотвращения или улучшения толерантности кожи к лучевому дерматиту. Пациенты получали лечение с помощью желтого светодиода после серии курсов облучения с модуляцией интенсивности.У большинства пациентов наблюдалась минимальная кожная реакция на облучение (лучевой дерматит 0 или 1 степени), и только 5,3 процента пациентов были вынуждены прервать лучевую терапию из-за кожной реакции по сравнению с 68 процентами контрольной группы. Это говорит о том, что лечение светодиодами снижает частоту и степень радиационно-индуцированных кожных реакций, а также частоту прерывания лечения из-за кожной реакции. Однако в исследовании аналогичного масштаба, в котором оценивалась фотомодуляция желтого светодиода у пациентов с лучевым дерматитом, авторы обнаружили статистически незначимые различия между реакциями групп лечения и контрольной группой после лучевой терапии.Процент леченных LED пациентов с реакциями степени 0, 1, 2 и 3 составлял 0, 33, 67 и 0 процентов, соответственно; необработанные группы составляли 7, 27, 60 и 7 процентов соответственно. Авторы пришли к выводу, что это не снижает частоту кожных реакций, вызванных радиацией. ³⁸

СИНИЙ СВЕТОИЗЛУЧАЮЩИЙ ДИОД

Синий светодиод (400–470 нм) имеет максимальное проникновение до 1 мм. ² Лучше всего подходит для лечения более поверхностных состояний, таких как АК, или для лечения P.acnes при вульгарных угрях. Morton et al. ³⁹ пролечили 30 пациентов с акне легкой и средней степени тяжести с помощью 8-, 10- или 20-минутного лечения синим светодиодом (415 нм) в течение четырех недель. Среднее количество воспалительных поражений снизилось на 5, 8 и 12 неделе на 25, 53 и 60 процентов, соответственно, с минимальным влиянием на невоспалительные поражения. ³⁹ Tremblay et al. ⁴⁰ давали пациентам с легкими и умеренными воспалительными акне два 20-минутных курса синего светодиода (415 нм) в неделю в течение 4-8 недель.Девяносто процентов пациентов остались довольны результатом. ⁴⁰ Объективно у пациентов наблюдалось 50-процентное снижение количества поражений, а у девяти пациентов было полное исчезновение. Два аналогичных клинических исследования показали уменьшение размера, количества и эритемы поражения у пациентов по оценке врача и пациентов после лечения с помощью синего светодиода. ^{41 , 42} Хотя синий свет был опробован в сочетании с ALA при лечении угрей у 20 пациентов, пациенты испытали больше побочных эффектов, и результаты не были клинически значимыми по сравнению с одним синим светодиодом. ⁴³

В последнее время синий светодиод также показал себя многообещающим при лечении более толстых поражений, таких как псориаз. Проспективное рандомизированное исследование 37 пациентов, проведенное в 2011 году, показало статистически значимое улучшение облученных бляшек после четырех недель лечения домашним светодиодом на основе локального индекса тяжести псориаза (LPSI). ⁴⁴

ИНФРАКРАСНЫЙ

Инфракрасный светодиодный светильник может проникать в кожу на глубину от 5 до 10 мм и использовался для лечения ран, язв, стойких поражений, кожной склеродермии и даже для лечения целлюлита. ^{45 — 47} Они часто используются в комбинированной терапии с другими световыми приборами.

Данные по монотерапии с ИК-светодиодами ограничены. В 2007 году Хантер и др. ⁴⁸ рассмотрели использование инфракрасного светодиодного устройства на нескольких пациентах: диабетике с незаживающими ранами, прикованном к постели пациенте с метициллин-резистентными фурункулами Staphylococcus aureus и пациенте с болезненным полным фурункулом. -толщина пролежней раны. Пациенты получали 30-минутную терапию IR от 2 до 5 раз в неделю в сочетании с местным лечением по выбору врача.В каждом случае отмечалось усиление сокращения и грануляции раны, а также уменьшение боли, отека и инфекции. ⁴⁸ В 2013 году Лев-Тов и др. ⁴⁹ пришли к выводу, что некоторые низкоуровневые флюенсы IR приводили к статистически значимому снижению пролиферации фибробластов, чем в контроле, без снижения жизнеспособности клеток. При дополнительных исследованиях это может оказаться полезным для лечения рубцов и заживления ран.

Комбинированная терапия с использованием ИК-излучения и видимого света оказалась эффективной при лечении пациентов с кожной склеродермией.Измерения дюрометрии у 7 из 10 пациентов показали стойкое заметное улучшение твердости кожи после терапии. ⁴⁶ Это может оказаться полезным в будущем при лечении дисморфизма, контрактур и ограничения движений.

КОМБИНИРОВАННОЕ ЛЕЧЕНИЕ

Ряд исследований показал, что воздействие на пациентов комбинации длин волн светодиодов более эффективно, чем монотерапия. ^{50 — 56} Этот синергетический эффект был исследован при различных кожных заболеваниях, в первую очередь фотостарении и акне.

Проспективное плацебо-контролируемое двойное слепое исследование с разделенным лицом, проведенное Lee et al. ⁵⁰ рандомизированных пациентов с морщинами на лице, которым вводили красный светодиод (640 нм), ИК (830 нм), оба метода или имитацию. Пациенты продемонстрировали статистически значимое уменьшение выраженности морщин во всех группах лечения; 26, 33 и 36 процентов соответственно. Также улучшилась эластичность кожи. Анализы тканей отличались увеличением коллагеновых и эластических волокон, прилегающих к высокоактивным фибробластам.Провоспалительные цитокины интерлейкина 1β (IL-1β) и фактора некроза опухоли α (TNF-α) были увеличены, в то время как интерлейкин 6 (IL-6) был снижен. В отдельном исследовании Goldberg et al. ⁵¹ изучали сочетание красного (633 нм) и инфракрасного (830 нм) светодиодного лечения фотоповрежденной кожи и сообщили о смягчении периорбитальных морщин у 80 процентов пациентов. Произошло субъективное улучшение мягкости, гладкости и твердости. Гистологическое исследование показало увеличение количества и толщины фибрилл коллагена. ⁵¹ Аналогичное исследование, проведенное в 2012 году, показало, что экспрессия коллагена I типа и количество жизнеспособных фибробластов увеличивается при обработке различными комбинациями 630 нм, 830 нм и различных длин волн красного и инфракрасного света. ⁵⁷ Были также рассмотрены три дополнительных исследования по изучению воздействия комбинации красного и ИК-светодиода на фотоповрежденную кожу, которые показали аналогичные результаты. Во всех трех исследованиях пациенты сообщали о субъективном улучшении, и наблюдалось объективное улучшение от легкого до умеренного. ^{52 — 54}

Комбинированные светодиоды для лечения акне также перспективны. Ли и др. ⁵⁵ лечили пациентов с акне средней степени тяжести с помощью комбинации синих (415 нм) и красных (640 нм) светодиодных устройств. Наблюдалось 34-процентное улучшение количества комедонов и 78-процентное улучшение количества воспалительных поражений. Снижение уровня меланина измеряли с помощью Mexameter ™ (Courage + Khazaka electronic GmbH, Кельн, Германия), что соответствовало общему восприятию улучшенного цвета лица.Аналогичное исследование, проведенное Садиком и др. ⁵⁸ с использованием комбинированной терапии синим и ближним инфракрасным (830 нм) светодиодами, показало улучшение в поражениях 11 человек в среднем на 48,8 процента. Goldberg et al. ⁵⁶ лечили пациентов с акне легкой и тяжелой степени дермабразией с последующим чередованием красных (633 нм) и синих (415 нм) светодиодов. Количество поражений уменьшилось на 46% и 81% через четыре и 12 недель соответственно. Совсем недавно Квон и др. ⁵⁹ продемонстрировали уменьшение как воспалительных, так и невоспалительных поражений акне на 77% и 54% соответственно после комбинированного использования синего и красного светодиода в домашних условиях.

Предварительные исследования девяти пациентов, использующих комбинированный свет 830 нм и 633 нм для лечения стойкого псориаза, являются многообещающими. Показатели выздоровления к концу периода наблюдения колебались от 60 до 100 процентов с универсально высокими показателями удовлетворенности. ⁶⁰

ОПЫТ АВТОРОВ

В учреждении авторов они использовали желтое светодиодное устройство GentleWaves ^® LED Photomodulation ^® , которое одобрено FDA для лечения фотостарения и доставляет импульсы 250 мс 0 .1 Дж / см ² энергии в запатентованной 35-секундной обработке. Однако одобрение FDA для этих устройств не требовало демонстрации эффективности. Авторы провели открытое исследование, одобренное институциональным наблюдательным советом (IRB), с целью изучения эффективности фотомодулированного желтого светодиода в лечении нескольких распространенных кожных заболеваний. Было получено подписанное информированное согласие. В исследование были включены пациенты с акне (N = 3), розацеа (N = 6), фотостарением (N = 10), гнездной алопецией и андрогенной алопецией (N = 2).Пациенты исследования получали еженедельное лечение в течение восьми недель. Ослепленный наблюдатель оценил фотографические изображения до и после лечения на предмет клинической эффективности, и участников попросили субъективно оценить изменения на своей коже. В целом лечение переносилось хорошо, и большинство пациентов выполнили восьминедельный протокол. Те, кто прекратил лечение раньше, указали на минимальную ощутимую пользу и неудобство посещения офиса.

Десять пациентов были зарегистрированы для фотостарения. У 8 из 10 пациентов наблюдалось умеренное улучшение внешнего вида мелких периокулярных морщин, что аналогично результатам, опубликованным в других источниках. ^{6 , 8} Большинство пациентов сообщили об общей воспринимаемой пользе, хотя фотографические доказательства неуловимы (). В отличие от других исследований, ни один из пациентов авторов не улучшил оценку фотостарения по Глогау. Одна пациентка, однако, почувствовала такое удовлетворительное улучшение своего фотостарения, что после исследования она продолжила лечение два раза в месяц.

Оценка фотостарения у 70-летнего пациента с морщинами в течение 30 лет, получившего восемь полных процедур на лбу и вокруг глаз

Два из четырех пациентов с розацеа отметили уменьшение эритемы, что было подтверждено фотографией ().Папулопустулезный компонент болезни не изменился. Влияние желтых светодиодов на сосудистую сеть было продемонстрировано ранее: ^{33 , 35 — 38} , поэтому неудивительно, что эритематотелангиэктатический компонент розацеа был более чувствителен к лечению, чем воспалительный компонент.

Оценка розацеа у 44-летнего пациента с розацеа в течение 15 лет, получившего девять полных процедур на носу и левой и правой скулах

У пациента с 9-месячным анамнезом эрозивного пустулезного дерматоза волосистой части головы , авторы отметили резкое улучшение после одной процедуры.Тем не менее, это состояние повторилось примерно через три месяца и до сих пор не было устранено в ожидании запланированного визита. Другой пациент получил лечение желтым светодиодом сразу после пилинга 30% гликолевой кислоты. Она сообщила о меньшей эритеме после процедуры, чем после предыдущих пилингов с гликолем.

У пациента с тотальной алопецией клинической пользы не наблюдалось. Была пролечена одна женщина с андрогенной алопецией; она сообщила о небольшом повторном росте передней линии роста волос, но это не было связано с клиническими фотографиями.Несколько пациентов прошли курс лечения от угревой сыпи, и клинических улучшений у них не было. Одна пациентка вышла из исследования после трех сеансов лечения, потому что заметила вспышку прыщей.

ПОБОЧНЫЕ ЭФФЕКТЫ

Как правило, побочные эффекты были минимальными или отсутствовали. Один пациент сообщил о покраснении, которое длилось 24 часа после лечения. Авторы не смогли обследовать эту пациентку при наличии симптомов, и она получила дополнительное лечение без осложнений. В другой изученной литературе побочные эффекты были либо незначительными, либо не сообщались.По-прежнему целесообразно обследовать людей со светочувствительными дерматозами или лиц, принимающих фотосенсибилизирующие препараты, поскольку они являются противопоказаниями к лечению. ^{13 — 15 , 20 , 36 — 40 , 45}

ДИСКУССИЯ

В то время как светодиодная терапия в основном используется в дерматологической терапии многообещающе, важно подчеркнуть ценность рандомизированных контролируемых испытаний и рандомизированных слепых испытаний с точки зрения их повышенной объективности.Судя по обзору авторов, комбинированная терапия сине-красной ФДТ, АЛК / МАЛ-ФДТ и ИК-терапией оказалась наиболее успешной в качестве дерматологической терапии акне, фотоповреждений, морщин и появления рубцов. Двойное слепое рандомизированное контрольное исследование, проведенное Kwon et al. ⁵⁹ , показало эффективное лечение акне легкой и средней степени тяжести с помощью комбинированной сине-красной светодиодной фототерапии. При лечении глобального фотоповреждения, тонких линий, пятнистой пигментации, тактильной шероховатости, желтизны, эритемы и телеангиэктазии проспективное двойное слепое рандомизированное плацебо-контролируемое исследование с разделением лица, проведенное Sanclemente et al ¹⁷ на 48 пациентах, показало, что MAL-красный PDT имел более высокую эффективность по сравнению с плацебо.Аналогичное проспективное рандомизированное исследование также обнаружило глобальное клиническое улучшение фотоповреждений, леченных ФДТ MAL-red. ¹⁸ Выраженность морщин статистически значимо снижалась с помощью красного светодиода, инфракрасного излучения и сочетания того и другого в проспективном плацебо-контролируемом двойном слепом исследовании с разделенным лицом, проведенном Lee et al. ⁵⁰

Было показано, что внешний вид рубцов имеет статистически значимое улучшение, как было определено тремя сертифицированными дерматологами после лечения ALA / MAL-PDT на основе ретроспективного исследования 21 пациента, проведенного Sakamoto et al. ¹⁶

Хотя эти исследования продемонстрировали некоторые из полезных применений светодиодной терапии, существуют другие рандомизированные контролируемые испытания, которые показали неэффективность светодиодной терапии. Например, в рандомизированном контролируемом двойном слепом исследовании было показано, что один только желтый светодиод не предотвращает лучевой дерматит у пациентов с раком груди. ³⁸ Ретроспективное исследование Berking et al. ²⁹ по лечению липоидного некробиоза с помощью MAL / ALA-PDT показало низкий уровень ответа, что позволяет предположить, что его не следует использовать в качестве терапии первой линии.

Собственный опыт авторов с фотомодулированными желтыми светодиодами изучал небольшое количество пациентов и не позволяет делать какие-либо окончательные выводы о желтых светодиодных устройствах. Тем не менее, они считают, что неоднозначные результаты больше зависят от используемых параметров энергии, чем от отражения технологии в целом.

Действительно, выгодное использование светодиодов для фототерапии существует, но необходимо изучить улучшенные данные, влияющие на использование параметров. Авторы также предлагают завершить дополнительные рандомизированные контролируемые слепые испытания с использованием красного, желтого, синего и инфракрасного светодиодов, чтобы составить окончательные практические рекомендации.По мере того, как использование светодиодных устройств расширяется и их показания становятся более четкими, будут доступны более эффективные методы лечения. Это захватывающая область, которая еще не полностью раскрыла свой потенциал.

Сноски

РАСКРЫТИЕ ИНФОРМАЦИИ: Авторы сообщают об отсутствии конфликта интересов.

Ссылки

светоизлучающих диодов: учебник | источники света | Справочник по фотонике

Расс Даль, Opto Diode Corporation

Ультрафиолетовые светодиоды (УФ-светодиоды): от 240 до 360 нм

УФ-светодиоды специально используются для промышленного отверждения, дезинфекции воды и медицинских / биомедицинских целей. Уровни выходной мощности более 100 мВт были достигнуты на длинах волн всего 280 нм. Материал, в основном используемый для УФ-светодиодов, — это нитрид галлия / нитрид алюминия-галлия (GaN / AlGaN) с длинами волн 360 нм или более.Для более коротких длин волн используются запатентованные материалы. В то время как рынок длин волн 360 нм и более стабилизируется из-за более низких цен и большого количества поставщиков, более короткие волны производятся всего несколькими поставщиками, и цены на эти светодиоды все еще очень высоки по сравнению с остальными предложениями светодиодной продукции.

Светодиоды от ближнего ультрафиолетового до зеленого: от 395 до 530 нм

Материалом для изделий этого диапазона длин волн является нитрид индия-галлия (InGaN). Хотя технически возможно получить длину волны от 395 до 530 нм, большинство крупных поставщиков концентрируются на создании синих светодиодов (от 450 до 475 нм) для получения белого света с помощью люминофоров и зеленых светодиодов в диапазоне от 520 до 530 нм для светофор зеленый свет.Технология для этих светодиодов обычно считается зрелой. Повышение оптической эффективности замедлилось или прекратилось за последние несколько лет.

Светодиоды от желто-зеленого до красного: 565–645 нм

Фосфид алюминия, индия, галлия (AlInGaP) — это полупроводниковый материал, используемый для этого диапазона длин волн. Преимущественно это светофор желтого цвета (590 нм) и красного светофора (625 нм). Лимонно-зеленый (или желтовато-зеленый 565 нм) и оранжевый (605 нм) также доступны в этой технологии, но имеют ограниченную доступность.

Интересно отметить, что ни технологии InGaN, ни AlInGaP не доступны в виде чисто зеленого (555 нм) излучателя. В этом чисто зеленом регионе действительно существуют более старые, менее эффективные технологии, но они не считаются эффективными или яркими. Это в значительной степени связано с отсутствием интереса / спроса со стороны рынка и, следовательно, с отсутствием финансирования для разработки альтернативных технологий материалов для этого диапазона длин волн.

От глубокого красного до ближнего инфракрасного (IRLED): от 660 до 900 нм

В этой области существует множество вариантов конструкции устройства, но все они используют арсенид алюминия-галлия (AlGaAs) или арсенид галлия (GaAs) .Применения включают инфракрасное дистанционное управление, освещение ночного видения, промышленное фотоуправление и различные медицинские приложения (на 660–680 нм).

Теория работы светодиодов

Светодиоды — это полупроводниковые диоды, которые излучают свет, когда электрический ток подается в прямом направлении к устройству — электрическое напряжение, достаточное для того, чтобы электроны могли перемещаться через область обеднения и объединяться с отверстие на другой стороне для создания пары электрон-дырка должно быть применено.Когда это происходит, электрон высвобождает свою энергию в виде света, и в результате излучается фотон.

Ширина запрещенной зоны полупроводника определяет длину волны излучаемого света. Более короткие длины волн равны большей энергии, и поэтому материалы с большей шириной запрещенной зоны излучают более короткие длины волн. Материалы с более широкой запрещенной зоной также требуют более высоких напряжений для проводимости. Коротковолновые УФ-синие светодиоды имеют прямое напряжение 3,5 В, в то время как светодиоды ближнего ИК-диапазона имеют прямое напряжение от 1,5 до 2,0 В.

Доступность длины волны и соображения эффективности

Важнейший фактор, определяющий, является ли конкретная длина волны, имеющаяся в продаже, связана с рыночным потенциалом, спросом и длинами волн промышленного стандарта.Это особенно заметно в областях от 420 до 460 нм, от 480 до 520 нм и от 680 до 800 нм. Поскольку для этих диапазонов длин волн нет массовых приложений, нет крупных производителей, предлагающих светодиодную продукцию для этих диапазонов. Тем не менее, можно найти мелких или средних поставщиков, предлагающих продукты для этих конкретных длин волн на индивидуальной основе.

Подача тока и напряжения на светодиоды

Хотя светодиоды являются полупроводниками и требуют минимального напряжения для работы, они по-прежнему являются диодами и должны работать в токовом режиме.Есть два основных способа работы светодиодов в режиме постоянного тока: Самый простой и наиболее распространенный — использование токоограничивающего резистора. Недостатком этого метода является большое тепловыделение и тепловыделение резистора. Чтобы ток был стабильным при изменении температуры и от устройства к устройству, напряжение питания должно быть намного больше, чем прямое напряжение светодиода.

В приложениях, где диапазон рабочих температур узкий (менее 30 ° C) или выходная мощность светодиода не критична, можно использовать простую схему, использующую токоограничивающий резистор, как показано на рисунке 1.

Лучше управлять светодиодом с помощью источника постоянного тока (рис. 2). Эта схема будет обеспечивать одинаковый ток от устройства к устройству и при перепадах температуры.Он также имеет меньшую рассеиваемую мощность, чем простой токоограничивающий резистор.

Стандартные коммерческие драйверы светодиодов доступны из различных источников. Обычно они работают с использованием принципов широтно-импульсной модуляции для управления яркостью.

Импульсные светодиоды в сильноточном и / или высоковольтном режиме для массивов в последовательно-параллельной конфигурации создают уникальный набор проблем. Для начинающего разработчика непрактично проектировать импульсный привод с управлением по току, способный выдавать 5 А и 20 В.Есть несколько производителей специального оборудования для импульсных светодиодов.

Светодиоды в приложениях, видимых человеком

В приложениях, где светодиоды просматриваются напрямую или используются в качестве осветителей, точный цвет гораздо важнее, чем точный световой поток в люменах или канделах. Человеческий глаз относительно нечувствителен к изменениям интенсивности света, а мозг достаточно хорошо компенсирует происходящие изменения интенсивности. Например, глядя на светодиодный видеоэкран в здании, средний человек не заметит падения интенсивности на 20%, поскольку части экрана рассматриваются под углом от 10 ° до 20 ° от оси, по сравнению с частью, находящейся непосредственно на- оси, так как это постепенное изменение, приближающееся к краю поля зрения и не воспринимаемое.Напротив, если светодиоды в одном месте отличаются по длине волны на 10 нм от других участков, человеческий глаз легко заметит эту разницу в цвете и найдет ее отвлекающей.

Большинство белых светодиодов, которые используются сегодня, сделаны из синего светодиода, излучающего более длинноволновый видимый люминофор. Индекс цветопередачи (CRI) — это мера спектрального соответствия солнечному свету. 100 считается таким же, как солнечный свет, и большинство светодиодов, используемых в настоящее время для общего освещения, имеют индекс цветопередачи более 80.Улучшения CRI наряду с лучшей оптической эффективностью позиционируют белые светодиоды как наиболее желательный продукт для большинства приложений освещения.

Преимущества и применение светодиодов

Светодиоды для монохроматических применений имеют огромные преимущества перед лампами с фильтром — спектры длин волн определены лучше, чем то, что можно получить с помощью источника белого света и фильтра. Для общего освещения экономия энергии может легко в 100 раз превышать эксплуатационные расходы при использовании лампы накаливания с фильтром.Это приносит огромные дивиденды в таких приложениях, как архитектурное освещение и светофоры. Маломощные портативные светодиодные вывески для шоссе могут легко питаться от небольшой солнечной панели вместо большого генератора, что дает явное преимущество.

более надежны, чем лазеры, обычно дешевле и могут работать с более дешевыми схемами. Европейский Союз теперь вместе с США классифицирует светодиоды как отдельную единицу. К счастью, светодиоды не несут тех же проблем безопасности глаз или предупреждений, что лазеры и лазерные диоды.С другой стороны, светодиоды нельзя превратить в очень маленькие, сильно коллимированные и оптически плотные пятна. В приложениях, где требуется чрезвычайно высокая плотность мощности на небольшой площади, почти всегда требуется лазер.

Светодиоды сейчас используются в большом количестве разнообразных рынков и приложений (Таблица 1). Их высокая надежность, высокая эффективность и более низкая общая стоимость системы по сравнению с лазерами и лампами делают эти устройства очень доступными и привлекательными как для потребительского, так и для промышленного сегментов.Каждая отдельная светодиодная технология и / или цвет были разработаны для решения конкретных задач и требований.

RLD63NPC5 — Красный одномодовый лазерный диод, 635 нм | ROHM Полупроводник

Технические характеристики:

Приложение

Датчик, выравнивание, диапазон

Длина волны λ (мин.) [нм]

630

Длина волны λ (тип.) [Нм]

635

Длина волны λ (макс.) [Нм]

645

Оптический выход Po (макс.) [мВт]

6

Обратное напряжение LD (макс.) [В]

2

Обратное напряжение PinPD (макс.) [В]

20

Состояние оптического выхода Po (Тип.) [мВт]

5

Пороговый ток Ith (мин.) [МА]

–

Пороговый ток Ith (тип.) [МА]

24

Пороговый ток Ith (макс.) [мА]

35

Рабочий ток Iop (мин.) [МА]

–

Рабочий ток Iop (тип.) [МА]

33

Рабочий ток Iop (макс.) [мА]

45

Рабочее напряжение Vop (мин.) [В]

–

Рабочее напряжение Vop (тип.) [В]

2,2

Рабочее напряжение Vop (макс.) [V]

2,7

Выходная эффективность η (мин.) [Вт / А]

0,2 ​​

Выходная эффективность η (тип.) [Вт / А]

0,55

Выходной КПД η (Макс.) [W / A]

0,8

Контрольный ток Im (мин.) [МА]

0,05

Контрольный ток Im (тип.) [МА]

0,18

Контроль тока Im (макс.) [мА]

0,5

Расходимость луча θ // (мин.) [Град]

6

Расходимость луча θ // (Тип.) [Град.]

8

Расходимость луча θ // (Макс.) [град]

12

Расходимость луча θ⊥ (мин.) [Град]

28

Расходимость луча θ⊥ (тип.) [Град.]

32

Расходимость луча θ⊥ (макс.) [град]

40

Допуск луча ⊿θ // (мин.) [Град]

-3

Допуск луча ⊿θ // (Тип.) [Град.]

0

Допуск луча ⊿θ // (Макс.) [град]

3

Допуск луча θ⊥ (мин.) [Град.]

-4

Допуск луча θ⊥ (тип.) [Град.]

0

Допуск луча ⊿θ⊥ (Макс.) [град]

4

Точность точки выброса ⊿XYZ (мин.) [Мкм]

-100

Точность точки излучения ⊿XYZ (тип.) [Мкм]

0

Точность точки выброса ⊿XYZ (макс.) [мкм]

100

Расстояние до точки выброса (тип.) [Мкм]

0

Полярность

N (анод LD / катод PD)

Рабочая температура (мин.) [° C]

-10

Рабочая температура (макс.) [° C]

40

Микросветодиоды с квантовыми точками в дисплейной технике

светодиодов для освещения садоводства | OSRAM

ams OSRAM переходит в новую главу в области освещения для садоводства, превосходя порог эффективности в 75%

Устанавливает новый стандарт профессионального садоводства. OSLON® Square Hyper Red 660 нм нового поколения не имеет себе равных в своем классе светодиодов высокой мощности.В значительной степени предвосхищая планы дорожной карты производительности, новое поколение OSLON® Square Hyper Red обеспечивает уровни производительности, которые невозможно опровергнуть.

С распространением светодиодного освещения в садоводстве настоящее испытание опыта и ноу-хау заключается в предложении последовательных методов выращивания и ответственного использования энергии при одновременном обеспечении выращивания высококачественных культур для производителей и конечных пользователей. Большинство расчетов совокупной стоимости владения основывается на высокой эффективности и стабильной долгосрочной светоотдаче.

«Благодаря нашему богатому наследию в области чипов RED и технологии epi, многолетний опыт компании ams OSRAM позволяет нам предлагать светодиодные решения, поддерживающие растущие потребности в продуктах питания для будущих поколений», — говорит Александр Вильм, старший ключевой эксперт по приложениям в компании ams OSRAM

Независимо от погоды, времени года и времени суток растениям, как и людям, нужен свет, чтобы расти. Правильная стратегия освещения — ключ к успеху. В следующем поколении Hyper Red OSLON Square предлагает лучистый поток 1040 мВт при 74% WPE и поток фотонов 5,7 мкмоль / с при эффективности 4.04 мкмоль / Дж при 700 мА. Уровни производительности, которые позволяют создавать конструкции, которые раньше были невозможны. Для приложений с более высокими требованиями к эффективности светодиод обеспечивает 79% при управляющем токе 350 мА. Соответственно 81% при 250мА.

Уменьшение размера приспособления, уменьшение затенения и, в конечном итоге, снижение стоимости спецификации приспособления. «Освещение для садоводства — это рынок с абсолютным ростом, который мы занимаем лидирующими позициями в течение многих лет, предлагая все больше и больше продуктов, — объясняет Йонг Шен Чу, менеджер по продукции компании ams OSRAM.«Значительно улучшенные значения эффективности помогают нашим клиентам экономить энергию и снижать общую стоимость системы».

OSLON® Square Hyper Red Gen 3. Простое обновление для садовых осветительных систем на основе предыдущей версии OSLON® Square Hyper Red. Те же механические и оптические характеристики.

как датчик освещенности [Analog Devices Wiki]

Цель:

Цель этой лабораторной работы — изучить использование светодиодов в качестве фотодиодного светового датчика и использование NPN-транзисторов, подключенных по схеме NPN и Дарлингтона, в качестве интерфейсных схем для светового датчика.

Фон:

Под воздействием света фотодиоды производят ток, прямо пропорциональный интенсивности света. Этот генерируемый светом ток течет в направлении, противоположном току в обычном диоде или светодиодах. Чем больше фотонов попадает в фотодиод, тем больше увеличивается ток, вызывая напряжение на диоде. По мере увеличения напряжения на диоде линейность уменьшается.

Помимо излучения света, светодиод может использоваться как фотодиодный датчик / детектор света.Эта возможность может использоваться в различных приложениях, включая датчик уровня внешней освещенности и двунаправленную связь. Как фотодиод, светодиод чувствителен к длинам волн, равным или короче преобладающей длины волны, которую он излучает. Зеленый светодиод будет чувствителен к синему свету и некоторому зеленому свету, но не к желтому или красному свету. Например, красный светодиод будет обнаруживать свет, излучаемый желтым светодиодом, а желтый светодиод будет обнаруживать свет, излучаемый зеленым светодиодом, но зеленый светодиод не обнаружит свет, излучаемый красным или желтым светодиодом.Все три светодиода обнаруживают «белый» свет или свет синего светодиода. Белый свет содержит компонент синего света, который может быть обнаружен зеленым светодиодом. Напомним, что длины волн видимого света могут быть перечислены от самой длинной волны до самой короткой длины волны как красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, индиго, фиолетовый (вспомните мнемоническое слово «Рой Г. Бив»). Фиолетовый — это свет с самой короткой длиной волны с наиболее энергичными фотонами, а красный — с самой длинной длиной волны света с наименее энергичными фотонами из всех видимых цветов света.Светодиоды с прозрачным пластиковым корпусом будут более чувствительны к широкополосному освещению (например, обычное комнатное освещение), чем светодиоды с цветным корпусом (например, включенные в комплект аналоговых деталей ADALP2000).

Чтобы использовать светодиод в качестве оптического детектора, не смещайте светодиод вперед в квадрант № 1 кривой тока-напряжения (I- V ). (Квадрант 1 — это когда рабочее напряжение и ток положительные.) Разрешите светодиоду работать в режиме солнечного элемента, квадранте № 4 (рабочее напряжение положительное, ток отрицательное) или в квадранте № 3 режима фотодиода (рабочий напряжение отрицательное, ток отрицательный).В режиме солнечного элемента приложенное напряжение смещения не используется. Солнечный элемент (или в данном случае светодиод) генерирует собственный ток и напряжение.

Материалы:

ADALM2000 Active Learning Module
Макетная плата без пайки
Перемычки
2 — 2N3904 NPN транзисторы (или согласованная пара SSM2212 NPN)
1 — резистор 100 кОм
1 — резистор 2,2 кОм
3 — светодиоды (несколько красных, желтых и зеленых цветов)
1 — Инфракрасный светодиод (QED-123)

Направления:

На своей беспаечной макетной плате постройте схему светодиодного датчика освещенности, как показано на рисунке 1.Обратите внимание, что светодиодный диод D ₁ имеет обратное смещение , то есть , противоположное тому, как он был бы подключен как излучатель света. Сгенерированный на фото ток будет течь в Q ₁ как базовый ток и появится в коллекторе, умноженном на коэффициент усиления по току транзистора ß.

Рисунок 1 Светодиодный датчик и датчик освещенности NPN с одним общим излучателем

Настройка оборудования:

Рис.2.Схема светового датчика NPN светодиода и одиночного общего эмиттера.

Используйте переменный положительный источник питания от модуля ADALM2000, установленный на +5 В , для питания вашей схемы.Используйте канал осциллографа 1 для контроля напряжения на коллекторном узле Q ₁ .

Процедура:

Вставьте красный, желтый или зеленый светодиод в схему, как показано, по очереди. Попробуйте поместить на три светодиода разных цветов из комплекта аналоговых деталей ADALP2000 различные источники света, такие как стандартные лампы накаливания, флуоресцентные и светодиодные лампы, расположенные на разном расстоянии от светодиодного датчика. Обратите внимание на форму волны напряжения на коллекторе Q ₁ . Попробуйте вставить инфракрасный светодиод из своего комплекта и понаблюдайте, как он реагирует на свет от разных источников.Попробуйте увеличить чувствительность или усиление, увеличив значение R _L до 200 кОм или 470 кОм.

Рисунок 3 Красный светодиод и датчик света NPN с одним общим излучателем — максимальное расстояние между светодиодами

Рисунок 4 Красный светодиод и одиночный общий излучатель Датчик света NPN — светодиодная подсветка на среднем расстоянии

Рисунок 5 Красный светодиод и датчик света NPN с одним общим излучателем — минимальное расстояние между светодиодами

Шаг 2 Направление:

Измените схему на макетной плате на конфигурацию Дарлингтона, показанную на рисунке 6.Обязательно отключите питание перед тем, как вносить какие-либо изменения в схему. С транзисторами, подключенными по Дарлингтону, ток эмиттера Q ₂ становится базовым током Q ₁ , так что ток, генерируемый на фото светодиода D ₁ , теперь умножается на ß ² и появляется в нагрузочном резисторе. R _L из коллекторов Q ₁ и Q ₂ . Из-за этого гораздо более высокого коэффициента усиления по току мы можем использовать нагрузочный резистор гораздо меньшего номинала.

Рис.6.Светодиодный индикатор и датчик освещённости Дарлингтона NPN

Шаг 2 Настройка оборудования:

Рис.7.Схема подключения светодиода и датчика освещенности Дарлингтона Макетная плата

Шаг 2 Процедура:

Повторите ту же процедуру, вставляя различные светодиоды в схему для D ₁ и измеряя реакцию на различные источники света и записывая их в свой лабораторный отчет.

Рисунок 8 Красный светодиод и подключенный датчик света Дарлингтона — максимальное расстояние светодиода

Рис.9.Красный светодиод и датчик освещённости Дарлингтона — светодиоды на среднем расстоянии.

Рисунок 10 Красный светодиод и подключенный датчик света Дарлингтона — минимальное расстояние светодиода

Вопросы:

Насколько хорошо красный светодиод реагирует на различные источники света? Реагирует ли он на другой красный, желтый или зеленый светодиод, используемый в качестве излучателя света? Как насчет желтого и зеленого светодиода? Чувствительны ли инфракрасные светодиоды к той же или разной длине волны света по сравнению с светодиодами видимого света? Какой из них наиболее чувствителен к стандартному домашнему освещению, например, к лампам накаливания и компактным люминесцентным лампам?

Как чувствительность подключенной конфигурации Дарлингтона сравнивается с конфигурацией с одним общим эмиттером? Одинаковы ли минимальное и максимальное напряжения для обеих конфигураций? Если нет, то почему?

Для дальнейшего чтения:

https: // ru.wikipedia.org/wiki/LED
https://en.wikipedia.org/wiki/LED_circuit
https://en.wikipedia.org/wiki/Photodiode

Вернуться к содержанию лабораторных занятий.

университет / курсы / электроника / electronics-lab-led-sensor.txt · Последнее изменение: 25 июня 2020 г., 22:07 (внешнее редактирование)

Что такое красный диодный лазер? (с иллюстрациями)

Красный диодный лазер — это компонент твердотельной электроники, который излучает интенсивный луч видимого света с длинами волн от 630 до 700 нанометров (нм) в красной части видимого спектра.Свет генерируется путем прохождения тока через полупроводниковый материал, который высвобождает фотоны. Их свет усиливается за счет быстрого отражения между зеркалами, возбужденного окружающими заряженными электронами, а конический луч выпрямляется коллимирующей линзой, изогнутой линзой, которая выравнивает световые лучи диодов в параллельные линии, направленные к бесконечности. Лазерные диоды используются в обычном электронном оборудовании, потребительских товарах и лазерных световых шоу.

Красные диодные лазерные модули используются во многих продуктах и ​​технологиях.Они выполняют точные измерения для дальномеров и считывают штрих-коды товаров. Устройства позволяют проводить экспериментальный спектральный анализ, используемый в физических и медицинских экспериментах. Диоды — это светочувствительные компоненты, используемые во всем, от технологий безопасности и защиты до указателей и проигрывателей дисков. Отрасли, использующие дизайн освещения, также находят множество творческих применений для этих привлекательных источников света.

Красный диодный лазер, хотя и похож на технологию производства светоизлучающих диодов (LED), является настоящим лазером.Хотя с помощью диода получить излучение с узкой линией сложнее, чем с газовыми или кристаллическими лазерами, эти компоненты имеют более простую конструкцию и изготовление по сравнению с ними. Лучи усиливаются за счет увеличения длины полости; диоды также могут быть объединены в стопку для увеличения выходной мощности. Параллельные лучи образуют красный световой луч, интенсивность которого зависит от точной длины волны; лучи ближе к 630 нм кажутся в пять раз ярче, чем лучи на 700 нм. Зеленые лазеры, для сравнения, используют свет 808 нм, который преобразуется кристаллом в 1064 нм, а затем сжимается до 532 нм, производя еще более яркий луч, конкурируя с красными лазерами как популярным выбором для потребительских гаджетов.

Заменив гелий-неоновые лазеры в сканерах супермаркетов и больничном оборудовании, компоненты красных диодных лазеров стали более распространенными и дешевыми.Большинство из них работают в диапазоне от 3 до 5 милливатт (мВт), хотя доступны более мощные диоды в диапазоне 10 мВт. Наборные линейки лазерных диодов могут производить от нескольких сотен до нескольких тысяч ватт мощности и могут быть очень дорогостоящими. В больницах эти устройства используются в сканерах компьютерной томографии (КТ) и магнитно-резонансной томографии (МРТ) и другом оборудовании.

Выходная энергия лазера не пропорциональна силе его видимого луча.Яркость или окраска лазера не будут указывать на его оптическую выходную мощность или потенциальную опасность ожога для человеческого глаза. Любой красный диодный лазер с коллимирующей линзой, более высокой выходной мощностью или длинами волн ближе к невидимому инфракрасному диапазону представляет большую опасность для глаз. Несовершенства могут возникнуть из-за производственных процессов или неисправных компонентов; все лазерные лучи следует калибровать косвенно и никогда не направлять в глаза. Они также функционируют как прицельные лучи для оружия, поэтому неправильное использование в общественных местах может представлять другие опасности.