IR-Dioden, kurz für Infrarot-Dioden, sind Halbleiterbauelemente, die in den meisten Fällen Licht mit einer Wellenlänge emittieren, die länger ist, als das menschliche Auge sichtbar wahrnehmen kann. Diese Art von Diode wird in einer Vielzahl von Unterhaltungselektronik verwendet, von Fernsehfernbedienungen bis hin zu winzigen Infrarotdioden, die Signale von einer Computermaus aussenden. Die Dioden im Infrarot-Farbspektrum bestehen aus halbleitenden Materialien wie Galliumarsenid, einem Mineralkristall, Germanium oder Aluminium-Galliumarsenid.
Die Funktionsweise von IR-Dioden besteht darin, elektrische Signale in Infrarotlicht umzuwandeln, das an spezielle Detektoren gesendet werden kann. Diese Empfänger führen die umgekehrte Umwandlung durch, indem sie das Infrarotlicht wieder in elektrische Signale umwandeln. Die Dioden selbst haben elektrische Eigenschaften, die für verschiedene Funktionen modifiziert werden können, indem Emissionen auf unterschiedlichen Niveaus des Infrarotspektrums zugelassen werden. Auf diese Weise können einige Infrarotdioden verwendet werden, um Radio- und Fernsehempfänger elektronisch abzustimmen.
Die Anwendungsmöglichkeiten für IR-Dioden sind vielfältig. Sie werden verwendet, um Sicherheitssystemkameras auszulösen, wenn Infrarot-Näherungssensoren jemanden in einem fokussierten Bereich erkennen. Militärische Anwendungen von Infrarot umfassen Nachtsichtgeräte, die nahe Lichtphotonen in verstärkte sichtbare Elektronen umwandeln und Details aus der Dunkelheit herausholen. Sie werden auch in Schiffsbrücken, Flugzeugen und U-Boot-Bedienfeldern als Anzeigeleuchten bei schlechten Lichtverhältnissen verwendet.
Die Infrarotsignale, mit denen Mobiltelefone und Fernbedienungen betrieben werden, werden durch ein ausgestrahltes elektrisches Signal von Dioden mit bestimmten Frequenzen betrieben, um bestimmte Aufgaben zu erfüllen, selbst wenn die Signale schwach sind. Einige Consumer-Spielgeräte, die an einen Fernseher angeschlossen sind, verwenden Infrarotdioden, um mit interaktiven Spielen zu kommunizieren, die auf dem Bildschirm angezeigt werden. In medizinischen Geräten werden Infrarotdioden an Optoisolatoren angebracht, bei denen es sich um Schutzvorrichtungen für elektrische Schaltkreise handelt. Optoisolatoren schützen die medizinischen Geräte, während Tests an einem Patienten durchgeführt werden, sodass jegliche elektronische Interferenzen oder Geräusche von nahegelegenen medizinischen Geräten blockiert werden können.
Eine Art von IR-Diode wird Tunneldiode genannt, die extrem schnell arbeitet, um Signale unter Verwendung von Quantentunneln in Umgebungen mit hoher Strahlung, wie beispielsweise in einem Raumfahrzeug, zu verstärken. Ein anderer Typ ist eine Leuchtdiode (LED); dieser Typ findet sich in etwa 80 % der Infrarotdioden. Hochleistungs-Infrarot-LEDs konkurrieren oft mit einem anderen Typ von Infrarotdioden, den sogenannten Laserdioden, bei der Ausführung ähnlicher Aufgaben in optischen Kommunikationssystemen. Andere IR-Dioden umfassen die empfindlichen Photodioden, die durch das Erfassen von Licht in Solarzellen und optischen Geräten funktionieren. LED-Arrays können Fotodioden imitieren, wenn sie in berührungsempfindlichen Computerbildschirmen verwendet werden und Lichtreflexionen von einem Stift oder menschlichen Finger erkennen.
Laufende Forschungen untersuchen den Einsatz von IR-Dioden als Ersatz für Laser bei kleineren Operationen in dermatologischen Praxen, da diese möglicherweise kostengünstiger sind. Darüber hinaus wird an neuen nanokristallinen Infrarotdioden geforscht. Diese werden als Quantenpunkt-LEDs bezeichnet und werden an der Vanderbilt University untersucht, um festzustellen, ob sie unter längerer Strahlung stabil genug sind.