Какъв спектър от светлина произвеждат светодиодите?

Има много различни видове източници на светлина, вариращи от обикновена крушка с нажежаема жичка до по-модерни иновации като LED. И все пак не всички от тези много източници на светлина са създадени еднакви.

Освен че създава светлина, всеки от тях има отличителни качества, едно от които са цветовете, които излъчват. Това също може да се нарече уникален светлинен спектър на всеки човек.

Цветовата температура на LED определя спектъра на светлината, която излъчва. Спектралното разпределение на 6000K LED ще бъде различно от това на 3000K LED. 6000K LED ще излъчва предимно синя и зелена светлина, докато 3000K LED ще създаде по-топли цветове като оранжево и жълто.

По-нататък ще наричаме 4000K като основа за цвета на светлината на LED и следователно неговия светлинен спектър като основна форма, тъй като напълно естественият LED без никакви добавки или промени има светъл цвят около този.

Спектрално разпределение на светодиоди при 4000 К

Изглежда логично да започнем с 4000K LED, тъй като той формира фундаменталната основа на спектралната диаграма.

Спектърът при 4000K, както се вижда на изображението по-долу, се накланя силно към синия край, като същевременно излъчва много малко червена и зелена светлина. Тъй като синята светлина е основната съставна част на по-хладните светлини, това придава на светодиода студения бял цвят.

Фактът, че светодиодите са съставени от няколко диода, е основната причина, поради която те са студено бели на първо място. Те са направени по такъв начин, че използват RGB (червени, зелени и сини) диоди, за да произвеждат бяла светлина, която в този случай просто е по подразбиране 4000K.

Алтернативният метод за производство на светодиоди включва използване до голяма степен (ако не и изключително) на сини LED диоди и след това покриването им с разтвор на базата на фосфор, за да се изправи кривата.

Тъй като излъчваната синя светлина е основният източник на светлина в тази LED структура, това обикновено води до необичайно високи пикове в производството на синя светлина.

Когато имате светлина във всеки цвят, или във всяка дължина на вълната, както можете да го наречете по-точно, всички те се събират заедно, за да направят бяла светлина, което всъщност работи.

По-късно в сравнението ще видите колко варират диаграмите в зависимост от това колко синьо и червено излъчват, което е свързано с тяхната цветова температура.

3000K LED спектър

След тези с 4000K цветова температура, 3000K LED са може би най-използваните, най-вече заради приятния жълтеникав оттенък, който излъчват.

Първо трябва да проучим какво отличава 3000K и 4000K светодиоди един от друг, преди да се задълбочим в спектъра и неговите специфики. Тъй като вече знаем, че 4000K е началната точка, трябва да са я коригирали по някакъв начин, за да достигнат ярък цвят от 3000K, нали? Точна е.

Наличието на фосфор е това, което отличава 3000K от 4000K. Луминофорът просто се нанася върху всеки от LED диодите, както се вижда на тази фигура, за да се добави.

Ето страхотна илюстрация за това как те използват фосфора, за да затоплят цвета на светлината. Въпреки че това не е основната цел, когато се изпълнява по този начин, има това въздействие.

Единствената истинска цел на това е просто да се балансира спектърът за светодиода. Това има смисъл, тъй като можете да видите как графиката от 4000K има голям пик в синия цвят, но останалото е в най-добрия случай средно.

5000K плюс LED спектър

Сега, след като сме наясно как да произвеждаме по-високи температури на светлината, как се произвеждат температури от 5000K и по-ниски? Това е доста интригуващо, тъй като, в зависимост от начина, по който го гледате, се различава само леко от начина, по който създавате 3000K.

Тези разлики са от значение по време на производствения процес. Червените, зелените и сините диоди винаги са били балансирани, за да произведат бяла светлина във всички предишни светлинни цветове. Въпреки че е малко по-различно за всичко 5000K и по-високо.

За тях умишлено бихте проектирали небалансиран LED диод. Това означава, че отделните RGB диоди умишлено ще бъдат разпределени неравномерно по отношение на количество и/или интензитет.

Те балансират RGB диодите така, че колкото повече синьо предпочитат в RGB микса, толкова по-студена искате да се възприема светлината. Това зависи от това колко високо отивате по скалата на Келвин. С други думи, те просто оставят синьото да превземе червеното и зеленото колкото по-високо се издигате, правейки сините и по-сините цветове по-изпъкващи в светлия цвят.

Това може да се направи и чрез метод, който добавя допълнителен набор от сини диоди наведнъж, генерирайки нещо ново, наречено RGBB, вместо да увеличава дела на сините диоди в RGB сместа.

Тъй като RGBB има потенциала да поддържа чистотата на изхода на обикновената бяла светлина, той би бил за предпочитане пред чистия RGB.

Това се дължи на факта, че RGBB системата просто добавя повече синьо към оригиналната RGB система, поддържайки хармонията на оригиналните RGB.

Това обяснява защо червеното и зеленото са сравнително ниско в диаграмата на спектъра, докато синьото скача драстично по-високо. Наред с това, че елементите изглеждат някак сини, това също кара светлината да изглежда доста синя.

Светодиоди с цял спектър

Светодиодът с пълен спектър е различен вид светодиод от стандартната светодиодна структура. Спектралната крива на слънчевата светлина е предназначена да бъде възпроизведена чрез конструкцията на светодиода с пълен спектър.

За да се постигне това, се използва фосфорна комбинация от различни цветове вместо по-типично използваната жълтеникава фосфорна смес.

В резултат на това светодиодът излъчва повече цветове, по-скоро наподобяващи слънчевата светлина, отколкото без нея.

Използването в светлини за отглеждане е основната причина да имате източник на светлина, който може да имитира слънчевата светлина. Осветителните тела за отглеждане са източници на светлина, които подпомагат растежа на растенията, като дават на растенията достатъчно слънчева светлина, когато те получават недостатъчна или никаква естествена слънчева светлина.

Те се използват предимно в съоръжения, които зависят от производството на храни, тъй като високите добиви са от решаващо значение. И все пак, поради нарастващото търсене на светлини за отглеждане, предназначени за къщата, те започват да се появяват в градините в задния двор.

Сравнение на светодиоди при различни температури на Келвин (K)

Въпреки че няма много разлики между тези светодиоди при сравнение, има няколко неща, които човек би сметнал за значими.

Основната разлика между тези различни източници на светлина е, че те излъчват светлина, която може да предизвика различни психологически реакции и емоции, което ги прави неподходящи за една и съща употреба.

4000K LED е по-подходящ за пространства, където умствената бдителност и концентрация са приоритети, като офиси, докато 3000K LED е много по-подходящ за домове и пространства, където комфортът е проблем.

По същия начин обаче използването на нещо 5000K плюс е рядкост, особено когато става въпрос за интериорен дизайн или нещо друго по този въпрос. Аквариумите са едно типично приложение за 10000K, но освен това, няма много други места, където може да се използва.

И все пак има една важна разлика, която трябва да се направи между 3000K и 4000K и тя е свързана с технологични въпроси. Ако сравните енергийната ефективност с действителната светлинна мощност, това е факторът.

Обичайна практика е да се измерват много видове източници на светлина с помощта на единицата лумен/ват, където луменът представлява „количеството светлина“, което светлинният източник излъчва, а ватът представлява енергията, която сме предоставили на светодиода.

Имайки това предвид, заслужава да се отбележи, че естественият светодиод с цвят на светлината от 4000K ще бъде по-ефективен (лумени/ват) от светодиод с цвят на светлината от 3000K.

Това се дължи на наличието на фосфор в 3000K LED. Това е така, че фосфорът да може ефективно да абсорбира част от общата светлина, която светодиодът излъчва.

Това има смисъл, тъй като, както вече видяхме с модернизираната LED крушка, фосфорът физически покрива всички много малки диоди.

Резюме

Въпреки факта, че светодиодите обикновено са студени, те могат да генерират светлина в целия спектър на видимата светлина.

По-топлите светодиоди трябва да бъдат покрити с фосфор, за да генерират по-топла светлина, следователно студените светодиоди са с около 5 процента по-ефективни при преобразуването на енергията в светлина.