1666年，艾薩克·牛頓通過三棱鏡發現太陽光的白光是由各種顏色光組成的，即紅、橙、黃、綠、青、藍、紫。
可見光是人眼可感知的部分光，波長在350-770納米之間。在使用光電傳感器的時候，我們可以看出傳感器的光源有很多種。
紅色的、白色的、綠色的、藍色的、彩色的...
其中，最常見的是紅色光源，你知道這是為什么嗎？
光電傳感器作為現代工業、自動化及檢測領域的關鍵元件，廣泛應用于光強、光照度、輻射測溫、氣體成分分析，以及零件直徑、表面粗糙度、位移、振動、速度等多種非電量的檢測中。在眾多光源中，紅光因其獨特的物理特性和實際應用優勢，成為光電傳感器中的常用光源。
本期內容，作為精密光電專家的小明將從物理特性、技術成本、應用需求、市場環境等多個維度，深入探討光電傳感器為何多以紅光為主。
紅色光源的物理特性
波長與損耗
紅光在可見光譜中位于長波端，波長較長，一般在620-750納米之間。這一特性使得紅光在多種介質（如空氣、光纖）中的傳輸損耗相對較小。相比藍綠光等短波長光，紅光在傳輸過程中能夠更好地保持其光強，減少因介質吸收或散射而造成的能量損失。這種低損耗特性使得紅光成為光電傳感器中遠距離傳輸和檢測的優選光源。
穿透力
可見光譜有個規律：波長越長，穿透越深。較長的波長賦予了紅光較強的穿透力。在一些特定環境中，如存在煙霧、塵埃等遮擋物的場合，紅光能夠更有效地穿透這些介質，達到檢測目標。這種穿透力強的特點使得紅光傳感器在環境監測、工業自動化等領域具有廣泛的應用前景。
紅光LED在非接觸測量技術中的優勢
高效率和可靠性：四元系AlGaInP材料制成的紅光LED具有高亮度和高效率的特點。這種材料的內量子效率和取光效率的提高，使得紅光LED在非接觸測量中能夠提供更穩定和準確的光源，這對于精確的測量尤為重要。
可調性：固態光源（包括紅光LED）可以調整其光譜功率分布、空間分布、色溫等特性。這種可調性使得紅光LED可以根據不同的測量需求進行定制，從而優化測量結果的準確性和適用性。
環境適應性強：紅光LED的這些“智能”特性，如能夠根據特定環境和要求進行調整，使其在各種非接觸測量應用中都能表現出色。例如，在復雜的工業環境中或是在需要精確控制光照條件的科學研究中，紅光LED的這些特性可以大大增強測量的可靠性和準確性。
穩定性佳：使用紅光LED作為光源的光學探測器在長時間點燃后仍能保持較低的輻射通量變化標準偏差，這表明紅光LED具有良好的穩定性。這種穩定性對于非接觸測量技術來說是非常重要的，因為它確保了測量數據的一致性和重復性。
技術成本與制造優勢
1、制造成本相對較低
以硅傳感器為例，制作感應藍綠光和紅光傳感器的硬件成本和技術難度相近。然而，由于紅光在實際應用中的優勢（如損耗小、穿透力強），使得紅光傳感器在市場上更受歡迎，從而促進了紅光傳感器技術的成熟和成本的降低。此外，紅光光源的制造成本相對較低，這也是其被廣泛應用的原因之一。
2、兼容性佳
紅光傳感器與現有光學系統和設備的兼容性較好。在升級或替換現有系統時，紅光傳感器能夠無縫接入，無需對系統進行大規模改造。這種良好的兼容性降低了技術應用的門檻和成本，進一步推動了紅光傳感器的普及。
應用需求與場景適應性
1、可見性與對準方便性
紅光的光點可見，光斑大，這使得在傳感器的安裝和調試過程中，光斑容易對準，操作簡便。對于需要精確對準的應用場景（如光電位置偏移檢測、光電高度檢測等），紅光的這一特性顯得尤為重要。同時，紅光的可見性也便于現場操作人員快速識別傳感器的工作狀態，提高了工作效率和安全性。
2、多樣化應用場景
紅光傳感器在多種應用場景中表現出色。例如，在工業自動化領域，紅光傳感器可用于檢測生產線上的物體位置、速度等參數；在安防監控領域，紅光傳感器可用于門禁系統、周界防范等場合；在醫療檢測領域，紅光傳感器可用于血氧飽和度檢測等。這些多樣化的應用場景證明了紅光傳感器在不同領域中的廣泛應用價值。
明治傳感（AKUSENSE），作為精密光電傳感領域的佼佼者，憑借深厚的行業積淀和持續的技術創新，構建了豐富的光電產品陣容。這些產品以其獨特的特色和廣泛的應用領域，在工業自動化、科研探索、安全防護等多個方面發揮著重要作用。最后，就讓小明來帶大家看看這些“紅光小精靈”在自動化設備上的工作職責吧：
1、位置與距離測量
利用紅色光源（或紅外線）的光電傳感器還可以進行位置與距離的測量。通過測量光線從發射到接收的時間差或光線的角度變化，可以計算出物體與傳感器之間的距離。這種技術在機器人導航、自動化生產線、物流追蹤等領域有重要應用。
2、光電開關與計數
紅色光源光電傳感器常被用作光電開關，用于檢測物體的存在或通過。當光線被物體遮擋時，傳感器會發出信號，從而控制設備的啟動、停止或計數。這種技術在自動門、生產線計數、包裝機械等領域有廣泛應用。
3、高精度糾偏控制
精密激光糾偏傳感器：如明治傳感的ETD-0612系列，采用激光對射測量原理，精度可達1μm，適用于光伏EVA膜裁切機等高精度設備中的糾偏控制。
市場競爭與技術發展
1、市場競爭
隨著光電傳感器市場的不斷擴大和競爭的加劇，紅光傳感器憑借其成本優勢、技術成熟度和廣泛應用場景等優勢，在市場上占據了重要地位。各大傳感器廠商紛紛加大研發投入，推出更高性能、更低成本的紅光傳感器產品，以滿足市場需求。
明治傳感的紅光傳感器產品
2、技術發展趨勢
未來，隨著技術的不斷進步和應用場景的不斷拓展，光電傳感器及其光源的選擇將更加多樣化和智能化。紅光傳感器作為其中的重要組成部分，將繼續發揮其獨特優勢，并在技術創新和市場競爭中不斷發展壯大。同時，隨著新材料、新工藝和新技術的不斷涌現，紅光傳感器的性能和應用范圍也將得到進一步提升和拓展。
綜上所述，光電傳感器多以紅光為主的原因主要包括紅光的物理特性（如波長長、損耗小、穿透力強）、技術成本（如制造成本低、兼容性好）、應用需求（如可見性與對準方便性、多樣化應用場景）以及市場競爭與技術發展等多個方面。這些優勢使得紅光在光電傳感器領域得到了廣泛應用，并在工業自動化、安防監控、醫療檢測等多個領域發揮著重要作用。未來，隨著技術的不斷進步和應用場景的不斷拓展，紅光傳感器將繼續發揮其獨特優勢，為現代科技的發展提供更加堅實的支撐。
參考文獻
1. 擴展到可見光波段的磁阻效應增強型光電傳感器[J].半導體技術,2001(09):12-14.. 黃釗洪.
2. 紅光Micro-LED的制備和表征[D].哈爾濱工業大學,2020.. 王艷.
3. 將紅光LED作為光傳感器使用[J].電子設計技術,2008(06):125.. Geoff Nicholls;Glinde.
4. 光電式傳感器的原理及其特性[J].科技創新與應用,2020,No.302(10):77-78.. 韓璐斌.
6. “Detection of light using LED.” (2008). 38-45.. Hyeon Gyu Choe; Jungbog.
7. “Multicolor LED sensor.” Photonics Europe (2008).. V. Lange; Felipe Ribeiro; W. Tews; D. Kühlke.
8. 電流對小功率紅光LED色度學特性的影響[J].真空,2012,49(02):101-104.. 何欣; 曹冠英; 張競輝; 鄒念育.
9. 基于有機熒光材料的紅光LED光譜特性分析[J].功能材料,2016,47(05):5125-5128.. 袁桃利; 張方輝; 張思璐.
10. .RGB-LED可見光光檢測器的光電性能研究[J].數據通信,2018,No.184(03):24-26.. 李靈芝; 朱娜.
11. “Organic Electroluminescent Diodes.” Applied Physics Letters(1987).. C. Tang; S. Vanslyke.
12. 輸出紅光的電子俘獲材料及其在圖像存儲和減法中的應用[J].光學學報,1995(12):1663-1668.. 陳述春; 戴鳳妹.
13. 面向激光顯示的紅光半導體激光器的研究進展[J].激光與光電子學進展,2019,56(18):9-20.. 孟雪;寧永強;張建偉;張星;彭航宇;秦莉;王立軍.
14. “Colour and the optical properties of materials.” (2001). 103-103.. A. Springsteen.
15. 高效率與高色純度的頂發射紅光器件的研制[J].華僑大學學報(自然科學版),2013,34(05):505-508.. 郭榮新; 陳燕; 王加賢.
16. 一種紅光增強型白光LED特性研究[J].光電子.激光,2010,21(09):1298-1300.. 白生茂; 王晶; 苗洪利.
17. 利用介質光子晶體提高紅光發光二極管的光通量的研究. 徐昕偉; 崔碧峰; 朱彥旭; 郭偉玲; 李偉國.?[2012-08-08]
18. 具有聚集誘導發光性能的紅光材料的設計、合成及其應用研究[D].陜西師范大學,2017.. 張瑞雪.
19. 紅光碳點:發光機理、調控及應用探究[J].發光學報,2020,41(12):1579-1597.. 王歡;徐晶;黃昱清;周鴻磊;方學林;李慧珺;王現英;楊俊和.
20. “P‐7.8: Study on Temperature Sensing of Red Micro‐LED.” SID Symposium Digest of Technical Papers (2019).. Yan Wang; Bo Lu; Mengyuan Zhanghu; Yibo Liu; Zhaojun Liu.
21. “Use of light‐emitting diodes as temperature sensors.” (1977). 1225-1226.. B. Griffing; S. Shivashankar.
22. 溫度對白發紅LED光電特性影響的研究. 賴世榮.?[2016-10-15]
23. “Development of sensor materials for fluorescence thermometer application using LED excitation.” 2009 ICCAS-SICE (2009). 3303-3306.. T. Katsumata; H. Aizawa; S. Komuro.
24. “Development of high luminous efficacy red-emitting phosphor-in-glass for high-power LED lighting systems using our original low Tg and Ts glass..” Optics Letters (2019). 6057-6060 .. Young Ji Park; Gyu Jin Jeong; J. H. Kim; Young-Jin Lee; Sun Woog Kim; C. Kim; Jonghee Hwang.
25. “New Applications of an Automated System for High-Power LEDs.” IEEE/ASME transactions on mechatronics (2016). 1035-1042.. Junhui Li; Xiaorui Zhang; Can Zhou; Jingan Zheng; Dasong Ge; Wenhui Zhu.
26. Zhao Jiandong and Ma Shuo. “Dynamic Visual Performance of LED with Different Color Temperature.” (2016). 437-446.. Zhao Jiandong; Ma Shuo.
27. “STUDY ON THE TEMPERATURE SENSING CAPABILITY OF A LIGHT-EMITTING DIODE.” (1997). 4465-4467.. Y. Acharya; P. Vyavahare.
28. “Operation of Electronic Devices for Controlling Led Light Sources when the Environment Temperature Changes.” Applied System Innovation (2023).. I. Belyakova; Vadim Piscio; P. Maruschak; Oleksandr Shovkun; Volodymyr Medvid; Mariya Markovych.
29. “Chip to system levels thermal needs and alternative thermal technologies for high brightness LEDS.” (2007). 328-338.. M. Arik; A. Setlur; S. Weaver; D. A. Haitko; J. Petroski.
30. “Solid-State Light Sources Getting Smart.” Science(2005).. E. Schubert; J. Kim.
31. 基于紅外LED的光學探測器非線性系數測量研究[J].光學學報,2015,35(09):156-160.. 趙偉強; 劉慧; 劉建.
32. 高效率紅光LED設計[D].河北工業大學,2007.. 仲琳.
33. “Recent advances in visible LEDs.” International Electron Devices Meeting (1983). 311-314.. J. Nishizawa; K. Itoh; Y. Okuno; F. Sakurai; M. Koike; T. Teshima.
