日期：2023-05-04
紅外(IR)發(fā)射管是一種用于測(cè)量和檢測(cè)其周?chē)h(huán)境中紅外輻射的電子設(shè)備。那么什么是紅外輻射呢?紅外輻射 - 也稱(chēng)為紅外光 - 是指波長(zhǎng)比可見(jiàn)光長(zhǎng)的電磁輻射。事實(shí)上，據(jù)說(shuō)它涵蓋從大約 1 毫米到大約 700 納米(可見(jiàn)光譜的標(biāo)稱(chēng)紅邊)的波長(zhǎng)。因此，它對(duì)人眼是不可見(jiàn)的，但可以通過(guò)皮膚上的溫暖感覺(jué)來(lái)檢測(cè)。紅外輻射 (IR) 是天文學(xué)家威廉·赫歇爾 (William Herschel) 在 1800 年意外發(fā)現(xiàn)的。當(dāng)他計(jì)算每種顏色的光(由棱鏡隔開(kāi))的溫度時(shí)，赫歇爾觀察到紅光之外的溫度最高。需要注意的是，雖然紅外線的波長(zhǎng)比可見(jiàn)光長(zhǎng)，但它們?cè)谙嗤碾姶挪ㄗV上。任何散發(fā)熱量的東西——基本上溫度都在五開(kāi)氏度以上——都會(huì)發(fā)出紅外線輻射。
紅外發(fā)射管一、檢測(cè)信號(hào)
紅外傳感器有兩種類(lèi)型：主動(dòng)紅外傳感器和被動(dòng)紅外傳感器。主動(dòng)紅外傳感器：主動(dòng)紅外傳感器發(fā)射和檢測(cè)紅外輻射。它們有兩部分：發(fā)光二極管 (LED) 和接收器。當(dāng)物體靠近傳感器時(shí)，LED 發(fā)出的紅外光會(huì)從物體反射回來(lái)并被接收器檢測(cè)到。因此，有源紅外傳感器充當(dāng)接近傳感器，通常用于機(jī)器人等障礙物檢測(cè)系統(tǒng)。
紅外發(fā)射管二、被動(dòng)紅外傳感器
另一方面，被動(dòng)紅外傳感器僅檢測(cè)紅外輻射;它們不會(huì)從 LED 發(fā)出。被動(dòng)紅外傳感器 (PIR) 由以下組件組成： 兩條熱釋電材料(熱釋電傳感器);一個(gè)紅外濾光片，用于阻擋所有其他波長(zhǎng)的光;菲涅爾透鏡，可將多個(gè)角度的光聚集到一個(gè)點(diǎn);和一個(gè)外殼單元，以保護(hù)傳感器免受其他環(huán)境變量的影響，例如溫度和濕度。PIR 傳感器主要用于基于 PIR 的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器。
紅外發(fā)射管三、如何工作
紅外傳感器的工作方式與物體檢測(cè)傳感器相同。傳感器通常有一個(gè) IR LED 和一個(gè) IR 光電二極管，將這兩者組合起來(lái)讓位給光電耦合器或光耦合器。紅外 LED 基本上是發(fā)射紅外輻射的發(fā)射器;它看起來(lái)類(lèi)似于標(biāo)準(zhǔn) LED。而且由于它產(chǎn)生的輻射不是人眼看不見(jiàn)的;輻射由以光電二極管形式提供的紅外接收器檢測(cè)。紅外光電二極管響應(yīng)紅外 LED 產(chǎn)生的紅外光。光電二極管的電阻和輸出電壓的變化與紅外光成正比。但是，必須記住，IR 光電二極管與普通光電二極管不同，因?yàn)樗鼈儍H檢測(cè) IR 輻射。紅外發(fā)射器產(chǎn)生發(fā)射后，它會(huì)到達(dá)物體，部分發(fā)射會(huì)反彈或反射回紅外接收器。根據(jù)響應(yīng)強(qiáng)度，傳感器輸出由 IR 接收器決定。
紅外發(fā)射管四、熱輻射
最后，通過(guò)在壓力為 3 mTorr 的腔室中用直流電流加熱樣品來(lái)測(cè)量等離子體多層結(jié)構(gòu)的熱輻射。裝置面積為1×1cm 2。該結(jié)構(gòu)是夾在一維浮雕金屬光柵和平坦金屬薄膜之間的SiO 2腔體。熱輻射由 NA 為 0.1 的 45° 離軸凹面鏡收集，然后反射到 FTIR 系統(tǒng)中。圖4中的實(shí)線分別是加熱到 220°C(紅線)和 260°C(黑線)的 IR 發(fā)射器的測(cè)得熱發(fā)射光譜。光譜顯示在 7.2μm 處有一個(gè)尖銳的發(fā)射峰，這與典型的黑體發(fā)射光譜有很大不同。然而，可以通過(guò)研究與角度相關(guān)的反射光譜來(lái)預(yù)測(cè)發(fā)射光譜。對(duì)于λ>>Λ的情況，器件的吸收率為(1-反射率)。根據(jù)基爾霍夫定律 [ 21 ]，發(fā)射率等于吸收率。
紅外發(fā)射管五、浮雕金屬光柵
總之，紅外發(fā)射器的反射和發(fā)射特性是一種由浮雕金屬光柵、波導(dǎo)層和金屬基板組成的等離子體多層結(jié)構(gòu)，在實(shí)驗(yàn)和理論上都進(jìn)行了研究。確定了共振光柵耦合和局部 SPP 模式。觀察到在幾乎整個(gè)入射角范圍內(nèi)與角度無(wú)關(guān)的 LSPP 模式。詳細(xì)研究了反射和發(fā)射特性的關(guān)系。發(fā)射峰與 RCWA 方法模擬的與角度無(wú)關(guān)的反射傾角一致。結(jié)構(gòu)的熱輻射光譜可以通過(guò)研究反射特性來(lái)預(yù)測(cè)。我們證明該方法可用于設(shè)計(jì)有效的 LED 光提取結(jié)構(gòu)。
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