日期:2023-05-04
紅外(IR)發射管是一種用于測量和檢測其周圍環境中紅外輻射的電子設備。那么什么是紅外輻射呢?紅外輻射 - 也稱為紅外光 - 是指波長比可見光長的電磁輻射。事實上,據說它涵蓋從大約 1 毫米到大約 700 納米(可見光譜的標稱紅邊)的波長。因此,它對人眼是不可見的,但可以通過皮膚上的溫暖感覺來檢測。紅外輻射 (IR) 是天文學家威廉·赫歇爾 (William Herschel) 在 1800 年意外發現的。當他計算每種顏色的光(由棱鏡隔開)的溫度時,赫歇爾觀察到紅光之外的溫度最高。需要注意的是,雖然紅外線的波長比可見光長,但它們在相同的電磁波譜上。任何散發熱量的東西——基本上溫度都在五開氏度以上——都會發出紅外線輻射。
紅外發射管一、檢測信號
紅外傳感器有兩種類型:主動紅外傳感器和被動紅外傳感器。主動紅外傳感器:主動紅外傳感器發射和檢測紅外輻射。它們有兩部分:發光二極管 (LED) 和接收器。當物體靠近傳感器時,LED 發出的紅外光會從物體反射回來并被接收器檢測到。因此,有源紅外傳感器充當接近傳感器,通常用于機器人等障礙物檢測系統。
紅外發射管二、被動紅外傳感器
另一方面,被動紅外傳感器僅檢測紅外輻射;它們不會從 LED 發出。被動紅外傳感器 (PIR) 由以下組件組成: 兩條熱釋電材料(熱釋電傳感器);一個紅外濾光片,用于阻擋所有其他波長的光;菲涅爾透鏡,可將多個角度的光聚集到一個點;和一個外殼單元,以保護傳感器免受其他環境變量的影響,例如溫度和濕度。PIR 傳感器主要用于基于 PIR 的運動檢測器。
紅外發射管三、如何工作
紅外傳感器的工作方式與物體檢測傳感器相同。傳感器通常有一個 IR LED 和一個 IR 光電二極管,將這兩者組合起來讓位給光電耦合器或光耦合器。紅外 LED 基本上是發射紅外輻射的發射器;它看起來類似于標準 LED。而且由于它產生的輻射不是人眼看不見的;輻射由以光電二極管形式提供的紅外接收器檢測。紅外光電二極管響應紅外 LED 產生的紅外光。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,因為它們僅檢測 IR 輻射。紅外發射器產生發射后,它會到達物體,部分發射會反彈或反射回紅外接收器。根據響應強度,傳感器輸出由 IR 接收器決定。
紅外發射管四、熱輻射
最后,通過在壓力為 3 mTorr 的腔室中用直流電流加熱樣品來測量等離子體多層結構的熱輻射。裝置面積為1×1cm 2。該結構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 系統中。圖4中的實線分別是加熱到 220°C(紅線)和 260°C(黑線)的 IR 發射器的測得熱發射光譜。光譜顯示在 7.2μm 處有一個尖銳的發射峰,這與典型的黑體發射光譜有很大不同。然而,可以通過研究與角度相關的反射光譜來預測發射光譜。對于λ>>Λ的情況,器件的吸收率為(1-反射率)。根據基爾霍夫定律 [ 21 ],發射率等于吸收率。
紅外發射管五、浮雕金屬光柵
總之,紅外發射器的反射和發射特性是一種由浮雕金屬光柵、波導層和金屬基板組成的等離子體多層結構,在實驗和理論上都進行了研究。確定了共振光柵耦合和局部 SPP 模式。觀察到在幾乎整個入射角范圍內與角度無關的 LSPP 模式。詳細研究了反射和發射特性的關系。發射峰與 RCWA 方法模擬的與角度無關的反射傾角一致。結構的熱輻射光譜可以通過研究反射特性來預測。我們證明該方法可用于設計有效的 LED 光提取結構。
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