樹林可愛、光線黯淡……半光強角是怎么回事
發布時間：2013-08-15 本文作者：Vishay
回想你拿著手電筒在黑暗中行走的經歷。當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，亮度就越弱。或者你使用的手電筒可能帶有可調節的玻璃蒙，使你能夠在可以照亮更遠距離但周圍卻相當黑暗的光束和照不了多遠距離但可以使近處道路和周圍環境更明亮的寬光束之間進行選擇。
半光強角
所以，你對視角已經有直觀的認識。對可見光而言，這是一個常用術語。對于紅外發射器，我們喜歡使用的術語是“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氧樹脂所含光漫射材料的數量，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，以及發射器芯片的類型。當然，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。光學工程師可以測量發射器芯片的光強，并繪制相對輻射強度與角位移關系圖來顯示該關系。
如何解讀該圖
所有紅外發射器產品說明書都包括相對輻射強度與角位移關系圖（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，發射器的輻射強度降至其最大值的70%。最后，在± 60°地方，發射器輻射強度是其最大值的50%。此處就是發射器測量曲線越過50%相對輻射強度線并因此定義半光強角的點。
芯片和封裝式發射器
標準手電筒的比喻并不適用于大多數發射器芯片。標準砷化鎵發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，還來自側面。大多數應用需要這種光進行定向，所以我們將芯片放進一個封裝。最常見和熟悉的封裝的標準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，其反射從芯片側面發出封裝之外的光。其次，5-mm發射器包括一個對光進行聚焦的鏡頭。這個光電子鏈將所發射的光重新定向至指定方向。
來自威世的紅外發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°紅外發射器）相對輻射強度與角位移的關系圖。你可能注意到，圖4所示輻射強度圖的頂部有個小微坑。發射器芯片的頂部中心有一個接合焊盤，此處不發射光。雖然來自芯片表面其余部分的光充滿該區域，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中發射器的光強均勻地從峰值滾降。通常使用圓錐體來代表發射的光，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。
