La Fibra óptica

1. Introducción

Hasta la actualidad la luz de las linternas se ha estado generando a base de

filamentos convencionales en los que el 90% de la energía se transformaba en calor y

se perdía, con un rendimiento neto muy escaso.

La tecnología LED (Diodos Emisores de Luz) o también llamada Luz Fría (Cool

Light) se presenta como la mayor revolución en iluminación desde que Edison

inventase la bombilla eléctrica y ya se habla de que llegarán a reemplazar las

bombillas convencionales utilizadas.

La estructura básica de un LED es una unión p-n funcionando con corriente

directa. Bajo esta corriente los portadores de carga mayoritarios a ambos lados de la

unión (electrones o huecos) son capaces de superar la barrera energética debida a la

unión y se produce la inyección de portadores. Los portadores mayoritarios son

minoritarios al otro lado de la unión y se recombinan con los portadores mayoritarios

en procesos radiactivos generando la emisión de luz.

Ha sido a raíz del descubrimiento de las características y prestaciones de un LED

de Nitruro de Galio lo que ha hecho posible obtener luz blanca de un semiconductor.

Y es que, a diferencia de un LED tradicional que se fabrica utilizando una

pequeña pastilla o chip montada en una pieza de resina epoxídica de tipo óptico, la

fabricación de un LED de los denominados de alta luminosidad o de alta potencia

responde a un proceso muy complejo, que requiere entre otras cosas una serie de

reacciones fisico-químicas, tales como las de:

- situar un substrato semiconductor en una cámara de vacío y calentarlo a 900-

1100º C;

- introducir después gases que al fluir sobre el substrato reaccionan entre sí para

producir las capas que constituyen el dispositivo acabado. Dichos gases deben

romperse dejando solamente el elemento deseado, por ejemplo galio sin

ningún contaminante.

Así un LED de alta luminosidad podría tener hasta 40 capas incluyendo un

apilamiento de cinco o diez pozos en los que los electrones y los agujeros se combinan

para producir luz. Estos pozos de 3-4 mm de espesor están separados por capas barrera

y emparedados entre regiones de tipo n y de tipo p.

Resumiendo, mientras un LED tradicional o convencional emite

aproximadamente del orden de 3 a 5 lúmenes, un LED de alta luminosidad,

denominado también de alta potencia, emite a su vez entre 5 y 50 lúmenes, con un

flujo unitario en el caso de luz de color blanco del orden de 18 lúmenes por emisor.

Los LED proporcionan una intensidad de iluminación relativa a un coste muy

interesante, y además tienen una larga vida, aproximadamente 100.000 horas. Otra

consideración a tener en cuenta es que sólo requieren un cable de alimentación y no un

haz de fibra óptica que en ocasiones es muy delicado.

La escasísima depreciación luminosa de los LED de alta luminosidad

proporciona una alternativa de fuente de luz práctica que contrarresta los elevados

costes de mantenimiento de las lámparas convencionales. Del mismo modo que este

aspecto ha contribuido notablemente a la sustitución de las lámparas incandescentes

en los semáforos y señales de tráfico, por este tipo de dispositivos, se espera que

conduzca a la adopción de esta tecnología también en el mundo de la iluminación.

Entre las características más aprovechables de los LED están su compacto

tamaño, la naturaleza direccional de la luz, los elevados rendimientos de gestión

térmica y los avances tecnológicos que permiten una creciente emisión luminosa, por

lo que se ofrecen nuevas oportunidades para los diseñadores.

La aparición de los LED de alta luminosidad ha modificado sustancialmente el

nuevo diseño de las luminarias que incorporen estos dispositivos, que además se verán

beneficiadas por la duración de un ciclo de vida de las luminarias de cinco a siete años

sin necesidad de hacer ninguna operación de mantenimiento sobre ellas.

Al mismo tiempo, la direccionalidad de su emisión y su pequeño tamaño abren

nuevas vías al desarrollo de sistemas ópticos con un elevadísimo control de la

distribución luminosa, mejorando notablemente las eficiencias conjuntas de fuente de

luz convencional y luminaria.

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