I diodi IR, abbreviazione di diodi infrarossi, sono componenti a semiconduttore che emettono luce a una lunghezza d’onda più lunga di quella che l’occhio umano può rilevare visibilmente nella maggior parte dei casi. Questo tipo di diodo è utilizzato in una varietà di elettronica di consumo, dai telecomandi televisivi ai minuscoli diodi a infrarossi che emettono segnali dal mouse di un computer. I diodi nello spettro dei colori a infrarossi sono realizzati con materiali semiconduttori come l’arseniuro di gallio, che è un cristallo minerale, il germanio o l’arseniuro di gallio di alluminio.
Il modo in cui funzionano i diodi IR consiste nel convertire i segnali elettrici in luce infrarossa che può essere trasmessa a speciali rilevatori. Questi ricevitori eseguono la conversione opposta, trasformando ancora una volta la luce infrarossa in segnali elettrici. I diodi stessi hanno caratteristiche elettriche che possono essere modificate per diverse funzioni consentendo emissioni a diversi livelli dello spettro infrarosso. In questo modo, alcuni diodi infrarossi possono essere utilizzati per sintonizzare elettronicamente ricevitori radiofonici e televisivi.
Ci sono un’ampia varietà di usi per i diodi IR. Sono utilizzati per attivare le telecamere del sistema di sicurezza quando i sensori di prossimità a infrarossi rilevano qualcuno all’interno di un’area focalizzata. Gli usi militari dell’infrarosso includono strumenti di visione notturna che convertono i fotoni di luce vicini in elettroni visibili amplificati e portano i dettagli fuori dall’oscurità. Sono anche utilizzati in ponti di navi, aerei e pannelli di controllo sottomarini come indicatori luminosi di visualizzazione in condizioni di scarsa illuminazione.
I segnali a infrarossi che azionano telefoni cellulari e telecomandi sono azionati da un segnale elettrico irradiato da diodi a frequenze specifiche per eseguire compiti specifici, anche quando i segnali sono deboli. Alcuni dispositivi di gioco consumer collegati a un televisore utilizzano diodi a infrarossi per comunicare con i giochi interattivi visualizzati sullo schermo. Nelle apparecchiature mediche, i diodi a infrarossi sono collegati a optoisolatori, che sono dispositivi di protezione del circuito elettrico. Gli optoisolatori proteggono le apparecchiature mediche durante l’esecuzione dei test su un paziente, in modo da bloccare qualsiasi interferenza elettronica o rumore proveniente da apparecchiature mediche vicine.
Un tipo di diodo IR è chiamato diodo tunnel, che funziona in modo estremamente rapido per amplificare i segnali utilizzando il tunneling quantistico in ambienti ad alta radiazione, come in un veicolo spaziale. Un altro tipo è un diodo a emissione di luce (LED); questo tipo si trova in circa l’80% dei diodi infrarossi. I LED a infrarossi ad alta potenza spesso competono con un altro tipo di diodo a infrarossi, chiamato diodi laser, nell’esecuzione di compiti simili nei sistemi di comunicazione ottica. Altri diodi IR includono i fotodiodi sensibili, che funzionano rilevando la luce nelle celle solari e nelle apparecchiature ottiche. Le matrici di LED possono imitare i fotodiodi quando vengono utilizzate negli schermi dei computer sensibili al tocco, rilevando i riflessi della luce da uno stilo o da un dito umano.
La ricerca in corso sta esaminando l’utilizzo di diodi IR per sostituire i laser per interventi chirurgici minori negli studi di dermatologia in quanto potrebbero essere più convenienti. Inoltre, sono in corso ricerche con nuovi diodi infrarossi a nanocristalli. Questi sono chiamati LED a punti quantici e sono oggetto di ricerca per determinare se saranno sufficientemente stabili sotto radiazioni prolungate presso la Vanderbilt University.