В Qinetiq Limited (GB) были разработаны полупроводниковые светоизлучающие диоды, которые испускают электромагнитное излучение на инфракрасных длинах волн. Светоизлучающие диоды ИК-диапазона применяют в областях телекоммуникаций, спектроскопии и, в особенности, газовых датчиков.

Технология производства систем инфракрасных датчиков (СИД) газа хорошо известна и может обеспечивать создание таких средств диагностики, которые позволяют вести селективное и количественное обнаружение различных газов, имеющих колебательно-вращательные поглощения на длинах волн между 3 и 12 микронами. Но существующие инфракрасные источники для газовых датчиков на инфракрасных длинах волн работают при высоких температурах и, вследствие чего, они имеют ряд недостатков в части подлинной безопасности, диапазона длин волн, стабильности и срока службы. Кроме того, существующие источники испускают импульсы инфракрасного излучения на частоте, ограниченной максимальной частотой порядка нескольких Герц, которая не согласуется с оптимальными рабочими частотами обрабатывающей электроники, и ограничивает тип детектора сигнала ИК-излучения, который можно использовать в газовом датчике.

В последнее время разработанные СИД ИК-диапазона преодолевают большую часть этих проблем при применениях в газовых датчиках. Но при этом на порядок повысилась их стоимость и возникла необходимость вести еще и контроль температуры.

И вот, инженерам Qinetiq Limited (GB) удалось разработать качественно иные датчики ИК-диапазона, которые не требуют значительной стабилизации температур для работы устойчивым образом.

Принципиальное отличие нового датчика состоит в том, что уровни напряжений прямого и обратного смещений, подаваемых средством возбуждения, устанавливают таким образом, что при уровне входного напряжения прямого смещения изменение выходной мощности СИД с изменением температуры по существу оказывается равным изменению выходной мощности СИД при изменении температуры в случае уровня входного напряжения обратного смещения и уравновешивается им по всему выбранному интервалу температур, так что разность выходной мощности между положительной люминесценцией и отрицательной люминесценцией светоизлучающего диода стабилизируется относительно температуры.

То есть, возникает ситуация, когда составляющая выходной мощности, испускаемой светоизлучающим диодом (СИД), которая изменяется чередующимся входным напряжением прямого и обратного смещения, имеет постоянную разность между максимальной (положительная люминесценция) и минимальной (отрицательная люминесценция) выходной мощностью в каждом цикле положительной и отрицательной люминесценции по всему выбранному диапазону температур. В соответствии с этим, если минимальная отрицательная люминесценция используется в качестве базового уровня для измерений выходной мощности, то разность между этим базовым уровнем (который изменится с изменением температуры) и максимальным уровнем положительной люминесценции (который также изменяется с изменением температуры) остается постоянной по всему выбранному диапазону температур для каждого цикла положительной и отрицательной люминесценции.

В итоге, температуру, стабилизированную чередующейся выходной мощностью, можно использовать в качестве источника в различных применениях инфракрасного излучения, особенно в газовых датчиках, с небольшим внешним управлением температурой или без него.

Кроме того, диод инфракрасного излучения на данной основе позволяет еще и увеличивать амплитуду применимого сигнала ИК-излучения, поскольку можно использовать импульс отрицательной люминесценции, а также импульс положительной люминесценции, например, в устройствах газовых датчиков.