樹林可愛、光線黯淡……半光強角是怎么回事
發(fā)布時間：2013-08-15 本文作者：Vishay
回想你拿著手電筒在黑暗中行走的經(jīng)歷。當(dāng)你用手電筒向前照時，光圈最明亮的地方大概就是手電筒光束的中心，離中心越遠(yuǎn)，亮度就越弱?；蛘吣闶褂玫氖蛛娡部赡軒в锌烧{(diào)節(jié)的玻璃蒙，使你能夠在可以照亮更遠(yuǎn)距離但周圍卻相當(dāng)黑暗的光束和照不了多遠(yuǎn)距離但可以使近處道路和周圍環(huán)境更明亮的寬光束之間進(jìn)行選擇。
半光強角
所以，你對視角已經(jīng)有直觀的認(rèn)識。對可見光而言，這是一個常用術(shù)語。對于紅外發(fā)射器，我們喜歡使用的術(shù)語是“半光強角”。半光強角是光照強度是其在0度（或筆直指向前方）時的值的一半時的角度。為什么選擇一半光強而不是其他數(shù)量？這大概是因為人眼通常只能覺察光強的加倍或減半的緣故。影響半光強角的因素包括環(huán)氧樹脂所含光漫射材料的數(shù)量，包圍LED芯片的反光罩的形狀，LED透鏡的形狀，從LED到透鏡尖端的距離，以及發(fā)射器芯片的類型。當(dāng)然，在半光強角之外仍然有光照，只是逐漸變得更弱和更黯淡而已。光學(xué)工程師可以測量發(fā)射器芯片的光強，并繪制相對輻射強度與角位移關(guān)系圖來顯示該關(guān)系。
如何解讀該圖
所有紅外發(fā)射器產(chǎn)品說明書都包括相對輻射強度與角位移關(guān)系圖（圖1）。為了理解圖1中的曲線，我們從頂端開始，此處的光強等于其100%最大值。以順時針方向移動，在± 30°的地方，輻射強度是其最大值的90%，在± 50°的地方，發(fā)射器的輻射強度降至其最大值的70%。最后，在± 60°地方，發(fā)射器輻射強度是其最大值的50%。此處就是發(fā)射器測量曲線越過50%相對輻射強度線并因此定義半光強角的點。
芯片和封裝式發(fā)射器
標(biāo)準(zhǔn)手電筒的比喻并不適用于大多數(shù)發(fā)射器芯片。標(biāo)準(zhǔn)砷化鎵發(fā)射器芯片在每個方向上都有輻射光，如圖2所示。光不僅來自頂部，還來自側(cè)面。大多數(shù)應(yīng)用需要這種光進(jìn)行定向，所以我們將芯片放進(jìn)一個封裝。最常見和熟悉的封裝的標(biāo)準(zhǔn)5 mm、T1? 帶引線封裝，如圖3所示。前面提到，有兩個因素影響該圖所示的半光強角。首先，引線框架包括一個反射罩，其反射從芯片側(cè)面發(fā)出封裝之外的光。其次，5-mm發(fā)射器包括一個對光進(jìn)行聚焦的鏡頭。這個光電子鏈將所發(fā)射的光重新定向至指定方向。
來自威世的紅外發(fā)射器具有廣泛的半光強角，可分成窄、中等和寬類別。窄半光強角為± 5°至± 20°。中等半光強角為± 21°至± 40°。中等半光強角為大于± 40°。常見的寬角是± 60°。圖4提供了兩幅VSMF2890RGX01（半光強角為的± 12°紅外發(fā)射器）相對輻射強度與角位移的關(guān)系圖。你可能注意到，圖4所示輻射強度圖的頂部有個小微坑。發(fā)射器芯片的頂部中心有一個接合焊盤，此處不發(fā)射光。雖然來自芯片表面其余部分的光充滿該區(qū)域，但其沒有完全補償焊盤。你還可能注意到，在超出大約±7°的地方，光強顯著降低。這是一種聚焦性非常強的光源。相比之下，圖1中發(fā)射器的光強均勻地從峰值滾降。通常使用圓錐體來代表發(fā)射的光，但對VSMF2890RGX01來說用圓柱體可能更好。
我不想把Robert Frost強加給你，但你最近一次用手電筒穿過夜幕籠罩的樹林是什么時候？2012年11月在圣克魯茲 (Santa Cruz) 海岸山脈。
