[bullit 0]

Есть оптическая система:

Светодиод (см. рисунок rl50bw_2.jpeg) с параметрами:

Selection Guide:
Part number: RL-5Y543
Lv (Min 10mA): 1800
Lv (Typ 20mA): 2500
Viewing Angle (2 Tau 1/2*): 20°
* Tau 1/2 - is the angle from optical centerline where the luminous intensity is 1/2 the optical centerline value.

Electrical/Optical characteristics at TA=25°C; IF-20mA; VF=0V; f=1MHZ, VR=5V.
Forward Voltage (Typ V): 2.1
Forward Voltage (Max V): 2.8
Reverse Current: 10

Power dissipation (mW): 100
DC Forward Current (mA): 25 
Peak Forward Current (mA): 160
Reverse Voltage (V): 5

 

И есть фотодиод: ФД-11к (или BPW21R)

размеры кристала: 2,5мм - диаметр.

чуствительность 5 мА/лм или 9нА/люкс.

 

Вопрос: как расчитать сколько люменов падает на фотодиод, чтоб конкретно при 6кд от светодиода, знать фототок на фотодиоде(чуствительность см. чуть выше).

У светодиода срезана рассеивающая "шапка(линза)". Светодиод прямо направлен на фотодиод. И как всё изменится если поставить между ними фокусирующую линзу?

 

Заранее спасибо.

Изменено 5 июня, 2006 пользователем bullit

[Krys 2]

Насчёт канделлов и люксов советую почитать эту лёгкую для чтения статью: Соколова И.Б. Основы телевизионной светотехники. Основные светотехнические единицы и их измерение // Техника кино и телевидения. – 2004. – № 1. – С. 40 – 44.

Журнал очень распространённый, думаю, проблем не возникнет. У журнала даже есть сайт. Не знаю, правда, есть ли там именно эта статья.

У светодиода срезана рассеивающая "шапка(линза)". Светодиод прямо направлен на фотодиод. И как всё изменится если поставить между ними фокусирующую линзу?

Во-первых, чтобы ответить на ваши вопросы нужно знать ещё и расстояние между ФД и СД. Во-вторых, у светодиода срезана линза. Торец отполирован, как у кота гениталии? :)) Если просто матовая излучающая поверхность - теоретически рассчитать проще. А для полированного окна придётся, видимо, опытным путём замерять диаграмму направленности излучения хотябы в относительных единицах. Навскидку не знаю, как рассчитать излучение для полированного окна излучателя. Хотя, это может быть только я не знаю.

Насчёт линзы всё попроще, нужно знать характеристики линзы, и ответить на ваш вопрос не представит труда. Расчёты можно взять в любой книжке, где описывается оптика. Например, могу навскидку подкинуть книгу:

Изнар А.Н., Павлов А.В., Федоров Б.Ф. Оптико-электронные приборы космических аппаратов. – М.: Машиностроение, 1972. – 368 с.

Я в своё время по ней рассчитывал излучение, и разобрался очень быстро и легко.

[Alexandr 0]

Вопрос: зачем срезали линзу со светодиода? Как правило линзы ставятся чтоб собрать излучение и сузить диаграму направленности. Если же это была действительно рассеивающая линза - бывают и такие-то почему надо было брать такой светодиод? Производитель всегда дает в ds диаграмму углового распределения интенсивности излучения, но при срезанной линзе я даже предположить не могу как она изменится. А вообще сид обычно излучают с ламбертовским угловым распределением и интенсивность можно описать такой формулой i(q)=Io(cosq)^n, где q-угол излучения,n-характеризует ширину диаграммы направленности (как правило =1), Io=(nm/ns)^2*id/as, где nm-показатель преломления окружающей среды, ns-показатель преломления материала сид,id-константа,зависящая от тока накачки сид, as-полная площадь излучающей поверхности. Интегрируем и получаем мощность выводимую светодиодом в направление фотодиода Ps=2*pi*as*Io//(cosq)^n*sinq*dq, где значок //-означеает интеграл от 0 до угла q1, где tgq1=rf/L, rf-радиус пластины фотоприемника, L - длина до него. Не забываем умножить полученную мощность излучения на коэффициент поглащения окружающей среды и учесть потери на отраженние Френеля. Далее средний фототок фотодиода определяется выражением I(t)=G(2*pi*R*y*Ps/h+Im), где G - среднее усиление, R-квантовая эффективность, y-номинальная длина волны сид, h-постоянная Планка, Im-темновой ток.

Вот в кратце все. Замучился писать. А вообще почитайте книжки по фотометрии - сложно, нудно, но без этого такими вещами заниматься затруднительно.

[bullit 0]

Спасибо за ответы, примерно этого я и ожидал. Литература всегда лучше.

 

Но сколько я не рылся, найти прямые формулы для расчета, да и ещё применимо к СИДам не видел.

[Krys 2]

Если разобраться в принципах расчёта оптических величин (а это не сложнее школьного курса физики), то все формулы можно будет вывести самому, как я в своё время и делал. И формулы эти получаются весьма простыми.

Так что советую разобраться, а не искать готовых формул. К тому же, к готовым формулам, когда в их смысл не вник, имеется элемент недоверия. Вдруг она верна для других условий, где-то раньше в книжке об этом написано двумя словами, а ты не учёл. И т.п.

[Alexandr 0]

А все-таки зачем светодиод резали? И еще любопытно как и чем это делали?

[Krys 2]

Мне тоже любопытно, зачем он срезал линзу :)))

А резать - хоть ножовкой по металлу, хоть напильником, хоть шёркнуть на электроточиле... Другое дело потом заполировать... но тоже не сильно большая проблема. Или, наоборот, оставить матовым (для ламбертовского излучателя).

[bullit 0]

По поводу среза головки - все это в проекте, еще некто не срезал его. Просто подумав что она рассеивающая, убрать её было бы лучше. Или она не рассеивающая?

 

А нам надо ну очень сфокусированный луч. Или так не поступают.

 

Прям испугали своими вопросами, что нельзя над СИДом поиздеватся, может так лучше будет. Или нет?

 

И вот ещё, схема в котрой применяется светодиод и фотодиод, все описанно в этой теме http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=15941. Есть вопрос, а подключение фотодиода надо такое, не будет ли отрицалка на выходе второго ОУ? а то надо к АЦП цыплять, она однополярная.

Изменено 9 июня, 2006 пользователем bullit

[Alich 0]

А нам надо ну очень сфокусированный луч. Или так не поступают.

 

Мы срезали - делали параллельный пучек - линза мешала. А вообще - хочешь ну очень сфокусированный пучок - возьми лазер.

[Alexandr 0]

А вообще - хочешь ну очень сфокусированный пучок - возьми лазер.

 

Не трогайте вы светодиод. Не подходит по диаграмме направленности - берите другой и лучше лазерный светодиод. А можно вообще линзами собрать весь поток в нужной Вам точке (на фотодиоде).

[Krys 2]

Что-то вы господа выдумываете: линза фокусирует пучёк. Если бы её не было, свет бы излучался, как писалось выше, по ламбертовскому закону - во всю полусферу. А так только в относительно малом угле.

Чтобы ещё сузить угол расхождения мы ставили дополнительную линзу, а то и целый объектив.

[Herz 5]

Что-то вы господа выдумываете: линза фокусирует пучёк. Если бы её не было, свет бы излучался, как писалось выше, по ламбертовскому закону - во всю полусферу. А так только в относительно малом угле.

Чтобы ещё сузить угол расхождения мы ставили дополнительную линзу, а то и целый объектив.

По своему опыту скажу - сфокусировать свет светодиода в точку меньше размера кристалла - большая морока... А уж в узкий параллельный луч...