红外发射二极管学习
一：红外发射管基本原理及应用
1、发光二极管LED（Light Emitting Diode）：
LED是由半导体材料所制成的光电元件，元件具有两个电极端子，在端子间施加电压，通入极小的电流便可发光；即：LED的发光原理是施加电压于AlGaAs(砷化铝镓)、AlGaInP(磷化铝铟镓)及GaInN(氮化铟镓)等化合物半导体上，借着电子与空穴复合释放出过剩的能量而发光，发光现象不是藉加热发光，属于冷发光。LED利用3-5族化合物半导体材料及元件结构之变化，进而设计产出各种颜色之固态电源，由于材料不同所释出来的波长也不同，包括红、橙、蓝、绿、黄等可见光，以及红外光等不可见光的LED，种类繁多。
2、红外发光二级管Infraed LED
由红外辐射效率高的材料（常用砷化镓GaAs）制成PN结，外加正向偏压向PN结注入电流激发红外光。光谱功率分布为中心波长830～950nm，半峰带宽约40nm左右，它是窄带分布，为普通CCD黑白摄像机可感受的范围。其最大的优点是可以完全无红暴，（采用940～950nm波长红外管）或仅有微弱红暴（红暴为有可见红光）和寿命长。
光是一种电磁波，它的波长区间从几个纳米（1nm=10-9m）到1毫米（mm）左右。人眼可见的只是其中一部分，我们称其为可见光，可见光的波长范围为380nm～780nm，可见光波长由长到短分为红、橙、黄、绿、青、兰、紫光，波长比紫光短的称为紫外光，波长比红外光长的称为红外光。
3、红外发光二极管识别
红外发光二极管，外形与普通发光二极管、光电二极管和光电三极管相似，极易造成混淆，应当注意辨别。红外发光二极管大多采用无色透明树脂封装或黑色、淡蓝色树脂封装三种形式，无色透明树脂封装的管子，可以透过树脂材料观察，若管芯下有一个浅盘，即是红外发光二极管，光电二极管和光电三极管无此浅盘；
4、红外发光二极管的极性
通常较长的引脚为正极，另一脚为负极。如果从引脚长度上无法辨识（比如已剪短引脚的），可以通过测量其正反向电阻确定之。数字万用表，测得正向电阻较小时，红表笔为正。（若是指针式万用表刚好相反，这与电表内部电池极性有关系）
补充：一般通过测量红外发光二极管的正反向电阻，还可以在很大程度上推测其性能的优劣。如果测得正向电阻值接近于零，则应报废。如果反向电阻只有数千欧姆，甚至接近于零，则管子必坏无疑；它的反向电阻愈大，表明其漏电流愈小，质量愈佳。
5、产品特点：
易与晶体管集成电路相匹配。体积小、重量轻、结构坚固耐震、可靠性高。
6、红外发光二极管应用
适用于各类光电检测器的信号光源。
适用于各类光电转换的自动控制仪器，传感器等。
根据驱动方式，可获得稳定光、脉冲光、缓变光，常用于遥控、报警、无线通信等方面。
7、应用注意事项：
红外发光二极管应保持清洁、完好状态，尤其是其前端的球面形发射部分既不能存在脏垢之类的污染物，更不能受到摩擦损伤，否则，从管芯发出的红外光将产生反射及散射现象，直接影响到红外光的传播。
红外发光二极管在工作过程中其各项参数均不得超过极限值，因此在代换选型时应当注意原装管子的型号和参数，不可随意更换。另外，也不可任意变更红外发光二极管的限流电阻。
由于红外光波长的范围相当宽，故红外发光二极管必须与红外接收二极管配对使用，否则将影响遥控的灵敏度，甚至造成失控。因此在代换选型时，要务必关注其所辐射红外光信号的波长参数。
红外发光二极管封装材料的硬度较低，它的耐高温性能更差，为避免损坏，焊点应当昼远离引脚的根部，焊接温度也不能太高，时间更不宜过长，最好用金属镊子夹住引脚的根部，以散热。引脚弯折开关的定型应当在焊接之前完成，焊接期间管体与引脚均不得受力。焊接后的器件引线割断，需冷却后进行。
红外发射二极管的发光功率与光敏器件的灵敏度因封装而有角分布，使用时注意安装的指向调整，更换时亦应做相应调整。注意管子的极性，管子不要与电路中的发热元件靠近。
二、红外发光二极管的基本特性
红外线发光元件，是以砷化镓(GaAs)的红外线发光二极管（也称红外线发射二极管）为主体，分别叙述其基本特性及应用电路。
1、包装与外型
红外线发光二极管的包装种类分为三种，透镜消除型、陶瓷型及树脂分子型。若在使用环境上，用途上要求严格的话，应使用陶瓷型的最佳。红外线发光二极管的外型，如图所示。
2、电流—电压特性
红外线发光二极管其电气的电路符号及特性曲线，如下图所示。阳极（P极）电压加正，阴极（N极）电压加负，此时二极管所加之电压为正向电压，同时亦产生正向电流，提供了红外线发光二极管发射出光束的能量，其发光的条件与一般的发光二极管(LED)一样，只是红外线为不可见光。一般而言砷化镓的红外线发光二极体约须1V，而镓质的红色发光二极管切入电压约须1.8V；绿色发光二极管切入电压约须2.0V左右。当加入之电压超过切入电压之后，电流便急速上升，而周围温度对二极管的切入电压影响亦很大，当温度较高时，将使其切入电压数值降低，反之，切入电压降低。
红外线发光二极管工作在反向电压时，只有微小的漏电流，但反向电压超过崩溃电压时，便立即产生大量的电流，将使元件烧毁，一般红外线二极管反向耐压之值约为3~6V，在使用时尽量避免有此一情形发生。
3、损失
红外线发光二极管的热损失，是因元件所外加的电压VF，产生的电流IF累积而来的，除了一小部份能量做为光的发射外，大部份形成热能而散发，所散发的热能即所谓的损失。
元件的功率损耗，在最大值的60％以下范围内，元件使用上会很安全，功率的损其最大值与周围温度亦有关系。
4、发射束电流特性
一般可见光的发光二极管其输出光的强度是以光度表示之，而不可见光如红外线发光二极管其输出光的能量大小，是以发射束Fe表示，其单位为瓦特。发射束的意义是单位时间内，所能发射、搬移光的能量的多寡。红外线发光二极管的发射束大体上也是随电流比例而定，如下图所示，为发射束与正向电流的特性曲线。同时，发射束亦受周围温度影响，温度下降时，发射束反而增强；温度上升时，则下降（正向电流一般都有一固定值），然而因热损失之故，元件上的温度便形增加，如此发光效率就会受到影响而降低。
图2 发射束－正向电流特性(GL-514)
4、发光频谱
发光二极管所发射的光波长，常因其所用的材料而异。图6所表示是各种发光二极管的发光频谱。砷化镓的红外线发光二极管，其峰值发光波长为940~950 nm，其中虚线部分，是Si质光电晶体的相对分光感度，光电晶体的感光范围很大，其范围由500nm到1100nm，而其感光峰值约在800nm左右，所以光电晶体除了平常用来做可见光线侦测外，也常用来做红外线接收器。但使用光电晶体当红外线接收器时，须注意其它光线的干扰，为排除干扰可以在接收器的放大部份加入一带通滤波器，以让红外线发光二极管发射出来光线的频率通过，如此可以减少很多不必要的干扰。
图3发光二极管的发光频谱
红外线发光二极管的发射强度因发射方向而异。方向的特性如图4，图的发射强度是以最大值为基准，方向角度即为发射强度的相对值。当方向角度为零度时，其放射强度定义为100％，当方向角度越大时，其放射强度相对的减少，发射强度如由光轴取其方向角度一半时，其值即为峰值的一半，此角度称为方向半值角，此角度越小即代表元件之指向性越灵敏。一般使用红外线发光二极管均附有透镜，使其指向性更灵敏，而图4（a）的曲线就是附有透镜的情况，方向半值角大约在±7°。另外每一种编号的红外线发光二极管其幅射角度亦有所不同，图4 (b)所示之曲线为另一种编号之元件，方向半值角大约在± 50°，详细之幅射角度之比较，可参阅表1。
图4发光元件的方向特性
6、距离特性
红外线发光二极管的幅射强度，依光轴上的距离而变，亦随受光元件的不同而变。图5是受光元件的入射光量变化和距离的特性。基本上光量度是随距离的平方成反比，且和受光元件特性不同有关。
图5相对发射输出与距离特性
响应特性所指的是，红外线发光二极管加入电流后，至发光的时间，一般红外线发光二极管的响应时间是随其制作方法不同而异。现在最快的是液体成长型红外线发光二极管，其响应速度约在1~3uS ，亦即在适当调节下，其使用频率约在300KHz以下。
8、驱动
发射红外线去控制相应的受控装置时，其控制的距离与发射功率成正比。为了增加红外线的控制距离，红外发光二极管工作于脉冲状态，因为脉动光（调制光）的有效传送距离与脉冲的峰值电流成正比，只需尽量提高峰值Ip，就能增加红外光的发射距离。提高Ip的方法，是减小脉冲占空比，即压缩脉冲的宽度T，一些彩电红外遥控器，其红外发光管的工作脉冲占空比约为1/3-1/4；一些电器产品红外遥控器，其占空比是1/10。减小脉冲占空比还可使小功率红外发光二极管的发射距离大大增加。常见的红外发光二极管，其功率分为小功率(1mW-10mW)、中功率（20mW-50mW)和大功率（50mW-100mW以上)三大类。
要使红外发光二极管产生调制光，只需在驱动管上加上一定频率的脉冲电压。
用红外发光二极管发射红外线去控制受控装置时，受控装置中均有相应的红外光一电转换元件，如红外接收二极管，光电三极管等。实用中已有红外发射和接收配对的二级管。
9、接收方式
红外线发射与接收的方式有两种，其一是直射式，其二是反射式。直射式指发光管和接收管相对安放在发射与受控物的两端，中间相距一定距离；
反射式指发光管与接收管并列一起，平时接收管始终无光照，只在发光管发出的红外光线遇到反射物时，接收管收到反射回来的红外光线才工作。
10、双管红外发射电路
双管红外发射电路，可提高发射功率，增加红外发射的作用距离。
三、红外发射二极管主要技术参数
1、λpeak 峰值波长
主要波长有：850nm、870nm、880nm、940nm、980nm；
就辐射功率而言：850nm>880nm>940nm
就价格而言︰850nm>880nm>940nm
现在市场上使用较多为850nm和940nm；因为850nm发射功率大，照射的距离较远，所以主要用于红外监控器材上;而940nm主要用于家电类的红外遥控器上。
峰值波长λpeak ------发光体或物体在分光仪上所量测的能量分布，其峰值位置所对应的波长，称为峰值波长(λp)。
2、△λ半峰带宽：半峰值对应的波长带宽，一般为40nm左右。
3、Ee 辐射强度：Power(单位:W,W/sr,W/cm2)
（注：辐射强度----指点辐射源在某方向上单位立体角内传送的辐射通量，辐射强度的SI单位为瓦／球面度。多数辐射源的辐射强度随方向而变。）
辐射强度用以表示红外线发光二极管(IR)其辐射红外线能量之大小。
辐射强度(Power)与输入电流(If)成正比。
发射距离与辐射强度(Power) 成正比。
W/sr︰表示红外线辐射强度的单位，为IR发射红外线光之单位立体角(sr)所辐射出的光功率的大小。如下图所示：W/cm2︰表示照度的单位，为sensor单位面积(cm2)所接收IR发射之辐射功率的大小。
4、2θ1/2：半功率角︰
指红外线二极管其上下或左右两边所辐射出之红外线强度为该组件最大辐射强度的50%时，其上下或左右两边所夹的角度称为半功率角，如下图所示半功率角为40度：
4、Vf 正向压降︰如下图所示
5、If 正向连续电流
6、Ipeak 正向峰值脉冲电流
7、Vr 反向电压
8、Ir 反向漏电流
9、P功率
10、工作温度范围（半导体器件对温度比较敏感），如下图所示：
附上一款红外发射二极管的参数表以供理解：
半导体发光二极管 1 范围 本标准规定了冰箱事业部半导体发光二极管的设计选用要求、试验方法、检验规则和包装、贮存。 本标准适用于冰箱事业部控制器、照明指示灯等所选用的半导体发光二极管。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修改版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB/T 191 包装储运图示标志 GB/T 2423.3-1993 电工电子产品基本环境试验规程试验Ca:恒定湿热试验方法(idt IEC 68-2-3:1984) GB/T 4937-1995 半导体分立器件机械和气候试验方法(idt IEC 749:1995) GB/T 4938-1985 半导体分立器件接收和可靠性 GB/T 17626.2-1998 电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验(idt IEC 61000-4-2:1995) QMB-J10.010 关于规范RoHS标识的操作指引 QMB-J10.011 逐批检查计数抽样程序及抽样表 3 半导体发光二极管分类 3.1 按颜色分类 a)红色发光二极管（ D：620-660nm） b)橙色发光二极管（ D：600-620nm） c)黄色发光二极管（ D：580-600nm） d)绿色发光二极管（ D：500-577nm） e)兰色发光二极管（ D：430-480nm） f)紫色发光二极管（ P：380-410nm） g)白色发光二极管（T C：3000-25000K） 3.2 按芯片材料分类 a)InGaAlP/GaAs b)GaN/ Al2O3或SiC衬底 c)InGaN/ Al2O3或SiC衬底 4 要求 4.1 静电防护工艺要求 因产品易受静电破坏，生产及运输过程中应做好静电防护工作, ImGaAlP/GaAs系列及GaN基/SiC衬
目前市售红外一体化接收头有两种:电平型和脉冲型,绝大部分的都是脉冲型的,电平型的很少。 电平型的,接收连续的38K信号,可以输出连续的低电平,时间可以无限长。其内部放大及脉冲整形是直接耦合的,所以能够 接收及输出连续的信号。 脉冲型的,只能接收间歇的38K信号,如果接收连续的38K信号,则几百ms后会一直保持高电平,除非距离非常近(二三十厘米以内。其内部放大及脉冲整形是电容耦合的,所以不能能够接收及输出连续的信号。一般遥控用脉冲型的,只有特殊场合,比如串口调制输出,由于串口可能连续输出数据0,所以要用电平型的。一般遥控器用455K经12分频后输出37917HZ,简称38K,10米接收带宽为38+-2K,3米为 35~42K。在没有环境反射的空旷空间,距离10米以上方向性会比较强。在室内, 如果墙是白色的,则在15米的空间基本没有方向性。 接收头要有滤光片,将白光滤除。在以下环境条件下会影响接收,甚至很严重: 1、强光直射接收头,导致光敏管饱和。白光中红外成分也很强。 2、有强的红外热源。 3、有频闪的光源,比如日光灯。 4、强的电磁干扰,比如日光灯启动、马达启动等。 38K信号最好用1/3占空比,这个是最常用的,据测试1/10占空比灵敏度更好。实际调制时间要少于50%。最好有间歇。 电平型的接收头只要接收到38K红外线就输出持续低电平,用起来非常爽,以前的老式接收头多半是这种类型,但其有个致命 弱点:抗干扰性太差,传输距离短(小于1m。
而脉冲型一体化红外线接收头必须接受一定频率38K的载波的基带信号才有正常输出,如发送500HZ的38K载波,脉冲型一体化红外线接收头输出500HZ方波,而如果发送连续的38K载波就会出项有瞬间低电平其后为高电平的现象。这种脉冲型一体化红外线接收头克服了传统电平型接收头的不足:传输距离相对更远,稳定性大大增加,抗干扰性更强。因此已经完全取代了老式的电平型接受头,在电子市场如不说明店主给你的绝对是脉冲性的。 手机拍照时可以查看红外发射管是否处于发射状态 红暴问题 有些厂家把能不能制造出无红暴红外灯当做一个技术问题来宣传,好像有红暴就是低技术,无红暴就是高技术。其实,有无红暴只是一个选择问题,并不是技术问题,波长超过700nm的光线叫做红外线,900nm以上的红外线基本无红暴,波长越短,红暴越强,红外线感应度也越高。现在市场上有两种主流红外灯,一种是有轻微红暴的,波长在850nm左右,一种是无红暴的,波长在940nm左右。同一款摄像机,在850nm波长的感应度,比在940nm波长的感应度好到10倍。所以850nm这种有轻微红暴的红外灯拥有更高的效率,应当做为红外夜视监控的首选项。 这说的有道理吗? 红暴是对红外灯工作状态的一个描述。工作灯在工作时,如果有红暴就会在管芯出现红色小点。如果没有红暴的话,工作和不 工作人眼看不出来。没有红点 850nm和940nm都有红爆,只不过940要比较弱一点 常见的红外发射管有940nm波长和850nm波长两种,940nm波长的红外发射管主要使用于调制编码及信号传输,而850nm 波长的主要用于安防等红外光源上,接收管则有850nm~950nm通用的型号。850的管和940的管区别在于他们的功率大
第43卷第3期红外与激光工程2014年3月Vol.43No.3Infrared and Laser Engineering Mar.2014 用于光纤电流传感器SLD光源的温度控制系统 曹辉1,2，杨一凤1，刘尚波1，徐金涛1，赵卫1 (1.中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室，陕西西安710119； 2.中国科学院大学，北京100049) 摘要：为减小高压电网中光纤电流传感器超辐射发光二极管(super luminescent diode，SLD)光源温度特性对测量准确度的影响，提出了一种模拟温度控制系统对光源温度进行恒温控制。根据设计要求，介绍了各重要环节的设计过程。分析了通过搭建合适的温度采集电桥，可以得到与温度近似成线性关系的输出差分信号。在频域上建立了系统的数学模型，计算了系统的传递函数，得到了比例-积分-微分(proportional鄄integral鄄derivative，PID)控制器各参数对时域上输出的影响。在实验室中搭建了用于光纤电流传感器SLD光源的温控系统，对温控系统进行了定温与温度循环实验，实验结果表明：该控制系统可以实现对温度的实时控制，使光纤电流传感器测量准确度满足0.2级工业要求。 关键词：光纤电流传感器；超辐射发光二极管光源；实时温度控制；传递函数；PID控制器中图分类号：TN21文献标志码：A文章编号：1007-2276(2014)03-0920-07 Temperature control system for SLD optical source of FOCS Cao Hui1,2,Yang Yifeng1,Liu Shangbo1,Xu Jintao1,Zhao Wei1 (1.State Key Laboratory of Transient Optics and Photonics,Xi′an Institute of Optics and Precision Mechanics,Chinese Academy of Sciences,Xi′an710119,China;2.University of Chinese Academy of Sciences,Beijing100049,China) Abstract:To lower the influence of optical source temperature property on the precision of fiber optic current sensor(FOCS)in high voltage grid,an analog temperature control system was proposed to control the optical source working temperature.According to the designed goal,design process of each key section was introduced.A proper temperature signal bridge was analyzed which could obtain a linear relationship between the output differential voltage and temperature.The mathematical model of the system was established in the frequency domain;the transfer function of the system was calculated;and the parameters of proportional鄄integral鄄derivative(PID)controller were analyzed in the time domain.A temperature controller used for FOCS super luminescent diode(SLD)optical source was designed,which was verified by fixed temperature test and temperature cycle test.The results show that by means of the real time temperature control,the accuracy of FOCS is up to0.2level which reaches industry requirements. Key words:fiber optic current sensor(FOCS);super luminescent diode(SLD)optical source; real time temperature control;transfer function;PID controller 收稿日期：2013-07-09；修订日期：2013-08-23 作者简介：曹辉(1989-)，男，硕士生，主要从事光电测量技术及其在电力系统中的应用。Email:caohui@https://www.doczj.com/doc/1514108794.html, 导师简介：徐金涛（1979-），男，副研究员，硕士，主要从事光纤电流互传感器的研制及其在智能电网中的应用研究。 Email:xujintao@https://www.doczj.com/doc/1514108794.html,
红外收发对管 1、红外收发对管是一种利用红外线的开关管，接受管在接受和不接受红外线时电阻发生明显的变化，利用外围电路可以时输出产生明显的高低电平的变化，高低电平的变化输入单片机就可使之识别，从而实现智能控制。我们使用的单片机是凌阳61板，经过我们试验，在输入电压小于1.5伏时单片机识别为低电平，在输入电压大于1.85伏时单片机识别为高电平。 2、用途：蔽障、计数（记液体点滴的个数、记玻璃小球的个数、记小车轮子的转数）、寻迹 3、红外发射接收电路： 3．1输入信号采用38KHz的调制波 红外发射电路由电阻R2、三极管Q2、电阻R3与红外发射二极管D1构成，如图 接收电路由红外接收管和放大电路组成，如图 2.2。Q4接收到红外信号后，经过三极管Q1进行第一级放大，放大后的信号送入三极管Q3进行第二级放大，通过Rx就可以得到放大后的红外接收信号。 为了降低干扰，Tx一般采用调制方式，这里，其波形如图2.3。 图2.3 38KHz调制波 对应图2.3的调制波，如果VCC为5V，发射接收对管的有效距离（单片机可检测）大概为20cm；如果VCC为3V，发射接收对管的有效距离（单片机可检测）大概为10cm。3．2直接采用直流电源
本电路电路简单，性能稳定，安装方便，但距离比较近。当阻挡了接收管接收红外线的强度时，产生一个低电平的脉冲信号，由于对管的发射口径较小，单光束发射，小球相对红外装置正交落下时，很容易检测处理。 使用此电路寻迹实现小车跟黑色轨道行驶，在行驶过程中不超出该线。考虑到黑线和白纸组合，我们采用红外对管辨认路面的黑白两种不同状态。由于红外对管对黑白色的感应比较明显，又不需要很高的精度，适用于简单的寻迹。但外部影响比较大，所以须将接收头用黑皮套套上以提高信号的接受率。该小车采用三对红外对管，通过他们送入单片机信号的不同，将其逻辑组合后向小车的各个电机发送启动信号，从而，驱动小车实现寻迹功能。
红外对光管的原理及应用 简介：红外线接收管是在LED行业中命名的，是专门用来接收和感应红外线发射管发出的红外线光线的。一般情况下都是与红外线发射管成套运用在产品设备当中。详细可参阅：广州市光汇电子有限公司的产品说明。特征与原理：红外线接收管是将红外线光信号变成电信号的半导体器件，它的核心部件是一个特殊材料的PN结，和普通二极管相比，在结构上采取了大的改变，红外线接收管为了更多更大面积的接受入射光线，PN结面积尽量做的比较大，电极面积尽量减小，而且PN结的结深很浅，一般小于1微米。红外线接收二极管是在反向电压作用之下工作的。没有光照时，反向电流很小（一般小于0.1微安），称为暗电流。当有红外线光照时，携带能量的红外线光子进入PN结后，把能量传给共价键上的束缚电子，使部分电子挣脱共价键，从而产生电子---空穴对（简称：光生载流子）。它们在反向电压作用下参加漂移运动，使反向电流明显变大，光的强度越大，反向电流也越大。这种特性称为“光电导”。红外线接收二极管在一般照度的光线照射下，所产生的电流叫光电流。如果在外电路上接上负载，负载上就获得了电信号，而且这个电信号随着光的变化而相应变化。 分类：红外线接收管有两种，一种是光电二极管，另一种是光电三极管。光电二极管就是将光信号转化为电信号，光电三极管在将光信号转化为电信号的同时，也把电流放大了。因此，光电三极管也分为两种，分别别是NPN型和PNP 型。 作用：红外接收管的作用是进行光电转换，在光控、红外线遥控、光探测、光纤通信、光电耦合等方面有广泛的应用。如何选择红外线接收管：红外线最重要的参数就是光电信号的放大倍率，一般的有1000-1300 1300-1800 1800-2500，这些对灵敏度有决定作用。 红外对管是红外线发射管与光敏接收管，或者红外线接收管，或者红外线接收头配合在一起使用时候的总称。红外线在光谱中波长自0.76至400微米的一段称为红外线，红外线是不可见光线。所有高于绝对零度（-273.15℃）的物质都可以产生红外线。现代物理学称之为热射线。医用红外线可分为两类：近红外线与远红外线。
光纤通信系统光源综述 摘要：光源是光纤传输系统中的重要器件。它的作用是将电数字脉冲信号转换为光数字脉冲信号并将此信号送入光纤线路进行传送。目前，光纤通信系统中普遍采用的两大类光源是激光器（LD）和发光管（LED）。在这类光源具备尺寸小，耦合效率高，响应速度快，波长和尺寸与光纤适配，并且可在高速条件下直接调制等有点。在高速率、远距离传输系统中，均采用光谱宽度很窄的分布反馈式激光器（DFB）和量子阱激光器（MQW）。在采用多模光纤的数据网络中，现在使用了新型的垂直腔面发射激光器（VCSEL）。 关键词：光纤通信、光源、LD、LED
光纤通信系统光源综述 1．光纤通信系统光源的特点 1.1光纤通信对光源性能的基本要求 （1）发光波长与光纤的低衰减窗口相符。石英光纤的衰减—波长特性上有三个低衰耗的“窗口”，即850nm附近、1300nm附近和1550nm附近。因此，光源的发光波长应与这三个低衰减窗口相符。AlGaAs/GaAs激光二极管和发光二极管可以工作在850nm左右，InGaAsP/InP激光二极管和发光二极管可以覆盖1300nm和1550nm两个窗口。 （2）足够的光输出功率。在室温下能长时间连续工作的光源，必须按光通信系统设计的要求，能提供足够的光输出功率。以单模光源为例，目前激光而激光能提供500uW到2mW的输出光功率，发光二极管可输出10uW左右的输出光功率。为了适应中等距离（例如10-25km）传输要求，有的厂家研制了输出光功率为100-300uW左右的小功率激光器。 （3）可靠性高、寿命长。光纤通信系统一旦割接进网，就必须连续工作，不允许中断，因此要求光源必须可靠性高、寿命长，初期激光二极管的寿命只有几分钟，是无法实用的。现在的激光二极管寿命已达百万小时以上，这对多中继的长途系统来说是非常必要的。例如北京到武汉约1000km，若平均50km设一个中继站，单系统运行，则全程不少于40只激光二极管，若每只二极管的平均寿命为100万小时，则从概率统计的角度，每2.5万小时（相当于2.8年）就可能出现一次故障。 （4）温度稳定性好。光源的工作波长和输出光功率，都与温度有关，温度变化会使光通信系统工作不稳定甚至中断，因此希望光源有较好的温度特性。目前较好的激光二极管已经不再需要用致冷器和ATC电路来保持工作温度恒定，只需有较好的散热器即可稳定工作。 （5）光谱宽度窄。由于光纤有色散特性，使较高速率信号的传输距离受到一定限制。若光源谱线窄，则在同样条件下的无中继传输距离就长。例如，单模155Mb/s系统要求无再生传输全程总色散为300ps/nm，当采用普通单模光纤工作在1550nm窗口时，是一个色散限制系统，这时光纤色散约为18-20ps （km·nm）。如果光源谱宽为1nm，只传输17km左右；若光源谱宽为0.2时，传输距离可大80多km。目前较好的激光二极管谱宽已可做到小于0.1nm。 （6）调制特性好。光源调制特性要好，即有较高的调制效率和较高的调制频率，以满足大容量高速率光纤通信系统的需要。 （7）与光纤的耦合效率高。光源发出的光最终要耦合进光纤才能进行传输，因此希望光源与光纤有较好的耦合效率，使入纤功率大，中继间距加大。
（一）LED发光原理发光二极管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs（砷化镓）、GaP （磷化镓）、GaAsP（磷砷化镓）等半导体制成的，其核心是PN结。因此它具有一般P-N结的I-N特性，即正向导通，反向截止、击穿特性。此外，在一定条件下，它还具有发光特性。在正向电压下，电子由N区注入P区，空穴由P区注入N区。进入对方区域的少数载流子（少子）一部分与多数载流子（多子）复合而发光! 假设发光是在P区中发生的，那么注入的电子与价带空穴直接复合而发光，或者先被发光中心捕获后，再与空穴复合发光。除了这种发光复合外，还有些电子被非发光中心（这个中心介于导带、介带中间附近）捕获，而后再与空穴复合，每次释放的能量不大，不能形成可见光。发光的复合量相对于非发光复合量的比例越大，光量子效率越高。由于复合是在少子扩散区内发光的，所以光仅在靠近PN结面数μm以内产生。理论和实践证明，光的峰值波长λ与发光区域的半导体材料禁带宽度Eg有关，即（mm）式中Eg的单位为电子伏特（eV）。若能产生可见光（波长在380nm紫光～780nm红光），半导体材料的Eg应在3.26～1.63eV之间。比红光波长长的光为红外光。现在已有红外、红、黄、绿及蓝光发光二极管，但其中蓝光二极管成本、价格很高，使用不普遍。（二）LED的特性 1．极限参数的意义（1）允许功耗Pm:允许加于LED 两端正向直流电压与流过它的电流之积的最大值。超过此值，LED发热、损坏。（2）最大正向直流电流IFm：允许加的最大的正向直流电流。超过此值可损坏二极管。（3）最大反向电压VRm：所允许加的最大反向电压。超过此值，发光二极管可能被击穿损坏。（4）工作环境topm:发光二极管可正常工作的环境温度范围。低于或高于此温度范围，发光二极管将不能正常工作，效率大大降低。2．电参数的意义（1）光谱分布和峰值波长：某一个发光二极管所发之光并非单一波长，该发光管所发之光中某一波长λ0的光强最大，该波长为峰值波长。（2）发光强度IV：发光二极管的发光强度通常是指法线（对圆柱形发光管是指其轴线）方向上的发光强度。若在该方向上辐射强度为（1/683）W/sr时，则发光1坎德拉（符号为cd）。由于一般LED的发光二强度小，所以发光强度常用坎德拉(mcd)作单位。（3）光谱半宽度Δλ:它表示发光管的光谱纯度.是指图3中1/2峰值光强所对应两波长之间隔. （4）半值角θ1/2和视角：θ1/2是指发光强度值为轴向强度值一半的方向与发光轴向（法向）的夹角。半值角的2倍为 视角（或称半功率角）给出的二只不同型号发光二极管发光强度角分布的情况。中垂线（法线）AO的坐标为相对发光强度（即发光强度与最大发光强度的之比）。显然，法线方向上的相对发光强度为1，离开法线方向的角度越大，相对发光强度越小。由此图可以得到半值角或视角值。（5）正向工作电流If：它是指发光二极管正常发光时的正向电流值。在实际使用中应根据需要选择IF在 0.6·IFm以下。（6）正向工作电压VF：参数表中给出的工作电压是在给定的正
关于红外对管应用于车灯自动校正项目总结 目的：车灯就好比人的眼睛，对于车辆来说非常重要。正常的开启或关闭关乎到车主能否安全驾驶车辆到达目的地。为驾驶员提供照明，在天气不好或是夜间时候提供良好的视野。本项目在于运用水平仪器与红外对管相结合，针对车身相对对平面变动时进行自动校正车灯光强分布。 红外对管原理：红外对管是红外线发射管与光敏接收管，或者红外线接收管，或者红外线接收头配合在一起使用时候的总称。红外线发射管也称红外线发射二极管，属于二极管类。它是可以将电能直接转换成近红外光（不可见光）并能辐射出去的发光器件，主要应用于各种光电开关及遥控发射电路中。红外线接收管是将红外线光信号变成电信号的半导体器件，它的核心部件是一个特殊材料的PN结，和普通二极管相比，在结构上采取了大的改变，红外线接收管为了更多更大面积的接收入射光线，PN结面积尽量做的比较大，电极面积尽量减小，而且PN结的结深很浅，一般小于1微米。红外线接收二极管是在反向电压作用之下工作的。没有光照时，反向电流很小（一般小于0.1微安），称为暗电流。当有红外线光照时，携带能量的红外线光子进入PN结后，把能量传给共价键上的束缚电子，使部分电子挣脱共价键，从而产生电子---空穴对（简称：光生载流子）。它们在反向电压作用下参加漂移运动，使反向电流明显变大，光的强度越大，反向电流也越大。这种特性称为“光电导”。红外线接收二极管在一般照度的光线照射下，所产生的电流叫光电流。如果在外电路上接上负载，负载上就获得了电信号，而且这个电信号随着光的变化而相应变化。红外线接收管有两种，一种是光电二极管，另一种是光电三极管。光电二极管就是将光信号转化为电信号，光电三极管在将光信号转化为电信号的同时，也把电流放大了。因此，光电三极管也分为两种，分别别是NPN型和PNP型。 红外发射管一般有以下几类： 按照峰值波长主要为：850nm，870nm，880nm，940nm，980nm 就功率而言：850nm>880nm>940nm 就价格而言：850nm>880nm>940nm 现在市场上使用较多的是850nm和940nm 850nm发射功率大，照射的距离较远，主要用于红外监控器材上；而940nm 主要用于家电类的红外遥控器上。
发光二极管主要参数与特性 LED 是利用化合物材料制成 pn 结的光电器件。它具备pn 结结型器 件的电学特性：I-V 特性、C-V 特性和光学特性：光谱响应特性、发光光强指向特性、时间特性以及热学特性。 1、LED 电学特性 1.1 I-V 特性 表征LED 芯片pn 结制备性能主要参数。LED 的I-V 特性具有非线性、整流性质：单向导电性，即外加正偏压表现低接触电阻，反之为高接触电阻。 如左图： (1) 正向死区：（图oa 或oa ′段）a 点对于V 0 为开启电压，当V ＜Va ，外加电 场尚克服 不少因载 流子扩散 而形成势垒电场，此时R 很大；开启电压对于不同LED 其值不同，GaAs 为1V ，红色GaAsP 为1.2V ，GaP 为1.8V ，GaN 为2.5V 。 （2）正向工作区：电流I F 与外加电压呈指数关系 I F = I S (e qV F /KT –1) -------------------------I S 为反向饱和电流 。 V ＞0时，V ＞V F 的正向工作区I F 随V F 指数上升 I F = I S e qV F /KT （3）反向死区 ：V ＜0时pn 结加反偏压 V= - V R 时，反向漏电流I R （V= -5V ）时，GaP 为0V ，GaN 为10uA 。 （4）反向击穿区 V ＜- V R ，V R 称为反向击穿电压；V R 电压对应I R 为反向漏电流。当反向偏压一直增加使V ＜- V R 时，则出现I R 突然增加而出现击穿现象。由于所用化合物材料种类不同，各种LED 的反向击穿电压V R 也不同。 1.2 C-V 特性 鉴于LED 的芯片有9×9mil (250×250um)，10×10mil ，11×11mil (280×280um)，12×12mil (300×300um)，故pn 结面积大小不一，使其结电容（零偏压） C ≈n+pf 左右。 C-V 特性呈二次函数关系（如图2）。由1MH Z 交流信号用C-V 特性测试仪测得。 1.3 最大允许功耗PF m 当流过LED 的电流为I F 、
红外遥控的发射和接收Donna 发表于2006-5-12 10:08:00 光谱位于红色光之外，波长为0.76～1.5μm，比红色光的波长还长，这样的光被称为红外线。 红外遥控是利用红外线进行传递信息的一种控制系统，红外遥控具有抗干扰，电路简单，编码 及解码容易，功耗小，成本低的优点，目前几乎所有的视频和音频设备都支持这种控制方式。 一、红外遥控系统结构 红外遥控系统主要分为调制、发射和接收三部分，如图1 所示： 图1 红外遥控系统 1.调制 红外遥控发射数据时采用调制的方式，即把数据和一定频率的载波进行“与”操作，这样可以提高发射效率和降低电源 功耗。 调制载波频率一般在30khz到60khz之间，大多数使用的是38kHz，占空比1/3的方波，如图2所示，这是由发射端所使用的 455kHz晶振决定的。在发射端要对晶振进行整数分频，分频系数一般取12，所以455kHz÷12≈37.9 kHz≈38kHz。 图2 载波波形 1.发射系统 目前有很多种芯片可以实现红外发射，可以根据选择发出不同种类的编码。由于发射系统一般用电池供电，这就要求芯片 的功耗要很低，芯片大多都设计成可以处于休眠状态，当有按键按下时才工作，这样可以降低功耗芯片所用的晶振应该有 足够的耐物理撞击能力，不能选用普通的石英晶体，一般是选用陶瓷共鸣器，陶瓷共鸣器准确性没有石英晶体高，但通常 一点误差可以忽略不计。
红外线通过红外发光二极管(LED)发射出去，红外发光二极管内部材料和普通发光二极管不同，在其两端施加一定电压时， 它发出的是红外线而不是可见光。 图3a 简单驱动电路图3b 射击输出驱动电路 如图3a和图3b是LED的驱动电路，图3a是最简单电路，选用元件时要注意三极管的开关速度要快，还要考虑到LED的正向 电流和反向漏电流，一般流过LED的最大正向电流为100mA，电流越大，其发射的波形强度越大。 图3a电路有一点缺陷，当电池电压下降时，流过LED的电流会降低，发射波形强度降低，遥控距离就会变小。图3b所示的 射极输出电路可以解决这个问题，两个二极管把三级管基极电压钳位在1.2V左右，因此三级管发射极电压固定在0.6V左右， 发射极电流IE基本不变，根据IE≈IC,所以流过LED的电流也基本不变，这样保证了当电池电压降低时还可以保证一定的遥 控距离。 1．一体化红外接收头 红外信号收发系统的典型电路如图１所示，红外接收电路通常被厂家集成在一个元件中，成为一体化红外接收头。 内部电路包括红外监测二极管，放大器，限副器，带通滤波器，积分电路，比较器等。红外监测二极管监测到红外信号， 然后把信号送到放大器和限幅器，限幅器把脉冲幅度控制在一定的水平，而不论红外发射器和接收器的距离远近。交流 信号进入带通滤波器，带通滤波器可以通过30khz到60khz的负载波，通过解调电路和积分电路进入比较器，比较器输出 高低电平，还原出发射端的信号波形。注意输出的高低电平和发射端是反相的，这样的目的是为了提高接收的灵敏度。 一体化红外接收头，如图5所示：
低维异质结构与新型Ⅲ-Ⅴ族半导体发光器件的研究 半导体低维异质结构早已成为构筑高性能半导体发光器件的基石,该领域的前沿创新研究经久不衰地持续了几十年,但研究热点已 从早期的二维的量子阱、超晶格转变至一维的量子线(或更广义的纳米线)和零维的量子点。特别是,基于自组织量子点的新型半导体发光器件因电注入工作容易、具备某些特有的优异性能譬如高温度稳定性并且具有重要的应用前景而尤为受到关注。然而,目前绝大多数量子点发光器件譬如量子点激光器依赖分子束外延(MBE)生长,金属有机 化学气相沉积(MOCVD)生长量子点激光器的进展则大幅滞后且与MBE 生长存在显著差距,仅有少数几个国外研究组掌握MOCVD生长量子点激光器的核心技术,鉴于MOCVD所拥有的半导体器件产业化优势,在 国内深入系统开展量子点激光器的MOCVD生长研究具有十分重要的 意义。除激光器外,基于半导体低维异质结构的发光器件中另外一种重要的类型是超辐射发光二极管(超辐射管),当前基于半导体低维异质结构的超辐射管作为光纤陀螺等系统的光源对于系统性能的提高 起着不可替代的作用,开展超辐射管的研究对光纤陀螺等实际应用具有重要价值。此外,半导体低维异质结构除了前述的几种整数维度外,近年来本实验室提出了能级弥散这一新颖的概念,继而发展出分数维度电子态系理论,即半导体异质结构中不仅仅存在前述的三维、二维、一维、零维等整数维度,还存在着介于这些整数维度之间的分数维度,譬如介于二维与三维之间、介于一维和二维之间等等。分数维度理论的提出者还发现,这一理论有望引入超辐射管中并充分发挥其优势—
—分数维度半导体异质结构较整数维度异质结构会显著提升超辐射 管的性能,并且此发现已经得到初步的实验证实,这样就亟需运用分 数维度电子态系理论指导超辐射管的设计与性能优化。基于上述这一科学认知,为验证分数维度电子态系理论在超辐射管中的优越性,进 而运用该理论指导超辐射管的设计与优化,我们首先需要进行相应的典型整数维度超辐射管的制备,掌握超辐射管的制备工艺等,从而为 进一步研制分数维度超辐射管打下基础。本论文以半导体低维异质结构为出发点,依托科技部国际合作项目以及国家自然科学基金项目, 在分数维度电子态系理论方面取得了新的进展,在实验方面重点围绕Ⅲ-Ⅴ族量子阱和量子点展开,进行了二维的量子阱、零维的量子点等整数维度下激光器及超辐射管的研究工作,这既为MOCVD生长量子点器件积累了技术经验,也为后续进行分数维度(譬如从二维到三维、从零维到三维等)超辐射管或其他相关器件的研究奠定了基础。本论文已开展的研究工作以及主要的结果如下:1.研究了在应用不同线型(指数线型和洛伦兹线型)的弥态允率密度函数的情形下电子态密度 曲线的变化。针对指数线型和洛伦兹线型两种弥散线型对电子态密度进行了计算分析,对于不同的弥散宽度值绘制了电子态密度曲线,并 进一步阐述了实际情况中可能的复合弥散线型,为基于能级弥散的分数维度理论的进一步发展提供了支持。2.制备了基于典型量子阱的激光器与超辐射管,包括1.3μm波段InP基量子阱以及1.1μm波段GaAs基InGaAs量子阱,取得了一些重要的实验结果,为进一步制备性能更加优异的介于二维到三维间的分数维度超辐射管奠定了基础。(1)
半导体发光器件包括半导体发光二极管（简称LED）、数码管、符号管、米字管及点阵式显示屏（简称矩阵管）等。事实上，数码管、符号管、米字管及矩阵管中的每个发光单元都是一个发光二极管。 一、半导体发光二极管工作原理、特性及应用 （一）LED发光原理 发光二极管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs（砷化镓）、GaP（磷化镓）、GaAsP（磷砷化镓）等半导体制成的，其核心是PN结。因此它具有一般 P-N结的I-N特性，即正向导通，反向截止、击穿特性。此外，在一定条件下，它还具有发光特性。在正向电压下，电子由N区注入P区，空穴由P区注入N区。进入对方区域的少数载流子（少子）一部分与多数载流子（多子）复合而发光，如图1所示。 假设发光是在P区中发生的，那么注入的电子与价带空穴直接复合而发光，或者先被发光中心捕获后，再与空穴复合发光。除了这种发光复合外，还有些电子被非发光中心（这个中心介于导带、介带中间附近）捕获，而后再与空穴复合，每次释放的能量不大，不能形成可见光。发光的复合量相对于非发光复合量的比例越大，光量子效率越高。由于复合是
在少子扩散区内发光的，所以光仅在靠近PN结面数μm以内产生。 理论和实践证明，光的峰值波长λ与发光区域的半导体材料禁带宽度Ｅg有关， 即λ≈1240/Eg（mm）式中Eg的单位为电子伏特（eV）。若能产生可见光（波长在380nm紫光～780nm红光），半导体材料的Eg应在3.26～1.63eV 之间。比红光波长长的光为红外光。现在已有红外、红、黄、绿及蓝光发光二极管，但其中蓝光二极管成本、价格很高，使用不普遍。 （二）LED的特性 1．极限参数的意义 （1）允许功耗Pm:允许加于LED两端正向直流电压与流过它的电流之积的最大值。超过此值，LED发热、损坏。 （2）最大正向直流电流IFm：允许加的最大的正向直流电流。超过此值可损坏二极管。 （3）最大反向电压VRm：所允许加的最大反向电压。超过此值，发光二极管可能被击穿损坏。 （4）工作环境topm:发光二极管可正常工作的环境温度范围。低于或高于此温度范围，发光二极管将不能正常工作，效率大大降低。
简介与说明是专门用来接收和感应红外线发射行业中命名的，：红外线接收管是在LED详细 可一般情况下都是与红外线发射管成套运用在产品设备当中。管发出的红外线光线的。红外线接收管是将红特征与原理：参阅：广州市光汇电子有限公司的产品说明。 结，和普通二极PN外线光信号变成电信号的半导体器件，它的核心部件是一个特殊材料的PN 管相比，在结构上采取了大的改变，红外线接收管为了更多更大面积的接受入射光线，微米。红PN结的结深很浅，一般小于1结面积尽量做的比较大，电极面积尽量减小，而且0.1外线接收二极管是在反向电压作用之下工作的。没有光照时，反向电流很小（一般小于结后，把能量传给当有红外线光照时，PN携带能量的红外线光子进入微安），称为暗电流。共价键上的束缚电子，使部分电子挣脱共价键，从而产生电子---空穴对（简称：光生载流子）。它们在反向电压作用下参加漂移运动，使反向电流明显变大，光的强度越大，反向电流也越大。这种特性称为“光电导”。红外线接收二极管在一般照度的光线照射下，所产生的电流叫光电流。如果在外电路上接上负载，负载上就获得了电信号，而且这个电信号随着光的变化而相应变化。分类：红外线接收管有两种，一种是光电二极管，另一种是光电三极管。光电二极管就是将光信号转化为电信号，光电三极管在将光信号转化为电信号的同时，也把电流放大了。因此，光电三极管也分为两种，分别别是NPN型和PNP型。作用：红外接收管的作用是进行光电转换，在光控、红外线遥控、光探测、光纤通信、光电耦合等方面有广泛的应用。如何选择红外线接收管：红外线最重要的参数就是光这些对灵敏度有决定作用。1800-25001300-1800 ，电信号的放大倍率，一般的有1000-1300 红外对管是红外线发射管与光敏接收管，或者红外线接收管，或者红外线接收头配合在一起使用时候的总称。 红外线 在光谱中波长自0.76至400微米的一段称为红外线，红外线是不可见光线。所有高于绝对零度（-273.15℃）的物质都可以产生红外线。现代物理学称之为热射线。医用红外线可分为两类：近红外线与远红外线。 红外线发射管． 、封装行业中主要有三个常用的波段，如下850NM、875NM红外线发射管在LED 波长的主要用850NM940NM。根据波长的特性运用的产品也有很大的差异，波段的主要用于红外于红外线监控设备、875NM主要用于医疗设备、940NM ：红外 线遥控器、光电开关、光电记数设备等。EG线控制设备。功能说明编辑本段光
LED发光二极管技术参数常识 半导体发光器件包括半导体发光二极管(简称LED)、数码管、符号管、米字管及点阵式显示屏(简称矩阵管)等。事实上，数码管、符号管、米字管及矩阵管中的每个发光单元都是一个发光二极管。 一、半导体发光二极管工作原理、特性及应用 (一)、LED发光原理 发光二极管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs(砷化镓)、GaP(磷化镓)、GaAsP(磷砷化镓)等半导体制成的，其核心是PN结。因此它具有一般P-N结的I-N特性，即正向导通，反向截止、击穿特性。此外，在一定条件下，它还具有发光特性。在正向电压下，电子由N区注入P区，空穴由P区注入N区。进入对方区域的少数载流子(少子)一部分与多数载流子(多子)复合而发光。 假设发光是在P区中发生的,那么注入的电子与价带空穴直接复合而发光,或者先被发光中心捕获后，再与空穴复合发光。除了这种发光复合外，还有些电子被非发光中心(这个中心介于导带、介带中间附近)捕获，而后再与空穴复合，每次释放的能量不大，不能形成可见光。发光的复合量相对于非发光复合量的比例越大，光量子效率越高。由于复合是在少子扩散区内发光的，所以光仅在靠近PN结面数μm以内产生。 理论和实践证明，光的峰值波长λ与发光区域的半导体材料禁带宽度Eg有关，即λ≈1240/Eg(mm)式中Eg 的单位为电子伏特(eV)。若能产生可见光(波长在380nm紫光~780nm红光)，半导体材料的Eg应在 3.26~1.63eV之间。比红光波长长的光为红外光。现在已有红外、红、黄、绿及蓝光发光二极管，但其中蓝光二极管成本、价格很高，使用不普遍。 (二)、LED的特性 1.极限参数的意义 (1)允许功耗Pm:允许加于LED两端正向直流电压与流过它的电流之积的最大值。超过此值，LED发热、损坏。 (2)最大正向直流电流IFm:允许加的最大的正向直流电流。超过此值可损坏二极管。 (3)最大反向电压VRm:所允许加的最大反向电压。超过此值，发光二极管可能被击穿损坏。 (4)工作环境topm:发光二极管可正常工作的环境温度范围。低于或高于此温度范围，发光二极管将不能正常工作，效率大大降低。 2.电参数的意义 (1)光谱分布和峰值波长:某一个发光二极管所发之光并非单一波长。 (2)发光强度IV:发光二极管的发光强度通常是指法线(对圆柱形发光管是指其轴线)方向上的发光强度。若在该方向上辐射强度为(1/683)W/sr时，则发光1坎德拉(符号为cd)。由于一般LED的发光二强度小，所以发光强度常用坎德拉(mcd)作单位。 (3)光谱半宽度Δλ:它表示发光管的光谱纯度.是指图3中1/2峰值光强所对应两波长之间隔. (4)半值角θ1/2和视角:θ1/2是指发光强度值为轴向强度值一半的方向与发光轴向(法向)的夹角。半值角的2倍为视角(或称半功率角)。 图3给出的二只不同型号发光二极管发光强度角分布的情况。中垂线(法线)AO的坐标为相对发光强度(即发光强度与最大发光强度的之比)。显然，法线方向上的相对发光强度为1，离开法线方向的角度越大，相对发光强度越小。由此图可以得到半值角或视角值。
红外收发对管电路 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
红外收发对管 1、红外收发对管是一种利用红外线的开关管，接受管在接受和不接受红外线时电阻发生明显的变化，利用外围电路可以时输出产生明显的高低电平的变化，高低电平的变化输入单片机就可使之识别，从而实现智能控制。我们使用的单片机是凌阳61板，经过我们试验，在输入电压小于伏时单片机识别为低电平，在输入电压大于伏时单片机识别为高电平。 2、用途：蔽障、计数（记液体点滴的个数、记玻璃小球的个数、记小车轮子的转数）、寻迹 3、红外发射接收电路： 3．1输入信号采用38KHz的调制波 红外发射电路由电阻R2、三极管Q2、电阻R3与红外发射二极管D1构成，如图 接收电路由红外接收管和放大电路组成，如图。Q4接收到红外信号后，经过三极管Q1进行第一级放大，放大后的信号送入三极管Q3进行第二级放大，通过Rx就可以得到放大后的红外接收信号。 为了降低干扰， Tx一般采用调制方式，这里，其波形如图。 图 38KHz调制波 对应图的调制波，如果VCC为5V，发射接收对管的有效距离（单片机可检测）大概为20cm；如果VCC为3V，发射接收对管的有效距离（单片机可检测）大概为10cm。3．2直接采用直流电源
本电路电路简单，性能稳定，安装方便，但距离比较近。当阻挡了接收管接收红外线的强度时，产生一个低电平的脉冲信号，由于对管的发射口径较小，单光束发射，小球相对红外装置正交落下时，很容易检测处理。 使用此电路寻迹实现小车跟黑色轨道行驶，在行驶过程中不超出该线。考虑到黑线和白纸组合，我们采用红外对管辨认路面的黑白两种不同状态。由于红外对管对黑白色的感应比较明显，又不需要很高的精度，适用于简单的寻迹。但外部影响比较大，所以须将接收头用黑皮套套上以提高信号的接受率。该小车采用三对红外对管，通过他们送入单片机信号的不同，将其逻辑组合后向小车的各个电机发送启动信号，从而，驱动小车实现寻迹功能。
三 4th, 2010 | (0)红外接收管（头）工作原理 红外接收头一般是接收、放大、解调一体头，一般红外信号经接收头解调后，数据“0”和“1”的区别通常体现在高低电平的时间长短或信号周期上，单片机解码时，通常将接收头输出脚连接到单片机的外部中断，结合定时器判断外部中断间隔的时间从而获取数据。重点是找到数据“0”与“1”间的波形差别。 3条腿的红外接收头一般是接收、放大、解调一体头，接收头输出的是解调后的数据信号（具体的信号格式，搜“红外信号格式”，一大把），单片机里面需要相应的读取程序。 红外通信是利用红外技术实现两点间的近距离保密通信和信息转发。它一般由红外发射和接收系统两部分组成。发射系统对一个红外辐射源进行调制后发射红外信号，而接收系统用光学装置和红外探测器进行接收，就构成红外通信系统。成品红外接收头的封装大致有两种： 一种采用铁皮屏蔽；一种是塑料封装。 均有三只引脚，即电源正（VDD）、电源负（GND）和数据输出（VOUT）。红外接收头的引脚排列因型号不同而不尽相同，可参考厂家的使用说明。成品红外接收头的优点是不需要复杂的调试和外壳屏蔽，使用非常方便。但在使用时注意成品红外接收头的载波频率,另外在遥控编码芯片输出的波形，在接收端收到接收到信号时，接收头输出的波形正好和遥控芯片输出的相反。红外遥控常用的载波频率为38kHz，这是由发射端所使用的455kHz晶振来决定的。在发射端要对晶振进行整数分频，分频系数一般取12，所以455kHz÷12≈37.9 kHz≈38kHz。也有一些遥控系统采用36kHz、40kHz、56kHz等，一般由发射端晶振的振荡频率来决定。 一、红外线接收管：工作电压 3V—5V 接收距离: 10m——20m型号 红外遥控系统 通用红外遥控系统由发射和接收两大部分组成。应用编/解码专用集成电路芯片来进行控制操作，如图1所示。发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器；接收部分包括光、电转换放大器、解调、解码电路。 38kHz 红外发射与接收 红外线遥控器在家用电器和工业控制系统中已得到广泛应用，了解他们的工作原理和性能、进一步自制红外遥控系统，也并非难事。 1.红外线的特点 人的眼睛能看到的可见光，若按波长排列，依次（从长到短）为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，如图1所示。