Πώς να χτίσει ένα υπερύθρων εγγύτητας Ανιχνευτής που λειτουργεί σε 20 πόδια

υπερύθρων είναι μια βολική περιοχή του φάσματος για πολλές εφαρμογές . Είναι αόρατη στο ανθρώπινο μάτι, αλλά η υπέρυθρη ακτινοβολία λειτουργεί με τους ίδιους κανόνες , όπως το ορατό φως. Υπέρυθρες χρησιμοποιεί την ίδια γενική είδος των φακών , καθρέφτες , τις πηγές και ανιχνευτών, ορατή οπτική. Υπάρχουν κάποιες διαφοροποιήσεις στα υλικά , αλλά οι αρχές είναι οι ίδιες . Έτσι, εάν θέλετε να κάνετε κάτι σαν έννοια, η απόσταση από ένα αντικείμενο , μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τις υπέρυθρες για να δημιουργήσετε ένα οπτικό σύστημα , αλλά να είναι εντελώς διακριτική σε humans.Things Θα πρέπει
1,55 μικρομέτρων λέιζερ και το κύκλωμα κίνησης
InGaAs φωτοδίοδο χιονοστιβάδας και το κύκλωμα ενισχυτή
1.55 - μm ζωνοπερατού φίλτρου
Τοποθέτηση πλατφόρμα
διαμέτρου 2 ιντσών , 100 - mm εστιακό μήκος του φακού υπερύθρων
Η Εμφάνιση Περισσότερες οδηγίες

1

Υπολογίστε την ποσότητα της ενέργειας που χρειάζεται για να επιτευχθεί μία αναλογία σήματος-προς- θόρυβο των 10 σε ανιχνευτή σας . Για μια πρόχειρη προσέγγιση , ας υποθέσουμε ότι ο θόρυβος είναι όλα στο σκοτάδι ρεύμα , πρέπει να ψάξετε στο φύλλο δεδομένων για τον ανιχνευτή σας και να βρούμε την responsivity και το σκοτεινό ρεύμα για τον ανιχνευτή σας .
Για σκοπούς απεικόνισης , υποθέσουμε ότι έχετε έναν ανιχνευτή με η απάντηση των 0,95 amps /watt , και ένα σκοτεινό ρεύμα από 1 nA , η οποία είναι 10 ^ -9 αμπέρ . Για να πάρετε 10 nA του ρεύματος , θα πρέπει 10nA/0.95 Watt της υπέρυθρης ενέργειας, η οποία ισούται με 1,1 x 10 ^ -8 W. 2

Υπολογίστε το ποσό της υπέρυθρης ενέργειας που απαιτείται από το αντικείμενο . Δεδομένου ότι είστε χρησιμοποιώντας ένα φακό διαμέτρου 2 ιντσών , ο φακός φαίνεται να αντίκεινται σε στερεά γωνία ( π χ ( 1/12 ) ^ 2 ) /20 ^ 2 = 5,5 x 10 ^ -5 sr ( στερακτίνιο ) . Αυτό είναι ουσιαστικά ένα μέτρο του πόσο μεγάλη είναι η ανιχνευτή φαίνεται από το αντικείμενο που έχει κάνει το αντανακλούν . Για παράδειγμα το σύστημα , τον ανιχνευτή σας πρέπει να συλλέξει 1.1 x 10 ^ -8 watts σε 5,5 x 10 ^ -5 sr , η οποία είναι 2,0 x 10 ^ -4 W /sr .
Εικόνων 3

Υπολογίστε πόση ενέργεια χρειάζεται για να χτυπήσει το στόχο . Ας υποθέσουμε ότι το αντικείμενο αντανακλά το φως ομοιόμορφα πίσω στην κατεύθυνση στην οποία είναι να φωτίζεται. Αυτό το είδος του αντικειμένου που ονομάζεται Lambertian σκεδαστή , και αντανακλά το φως που χτυπά σε ένα στερεό γωνία 2 x pi στερακτίνιο .
Το σύστημα παράδειγμα , στη συνέχεια , θα πρέπει να σβήσει 2,0 x 10 ^ -4 W /sr καθ 'όλη τη γωνία 2 x pi , το οποίο σημαίνει ότι αντανακλά 2 x π x 2.0 x 10 ^ -4 W = 1,3 x 10 ^ -3 W , ή 1,3 mW .
Η 4

Βρείτε πηγή που θα παραδώσει το σωστό ποσό της εξουσίας με το αντικείμενο . Για το παράδειγμα του συστήματος , να βρουν ένα λέιζερ 1.55 - μm που θα παράσχει μια δύναμη από 1,3 mW στο αντικείμενο. Συνδέστε το λέιζερ στην πλατφόρμα τοποθέτησης έτσι ώστε να είναι στραμμένο προς τα έξω.
5

Βάλτε το ζωνοπερατό φίλτρο μπροστά από το φωτοανιχνευτή και να επισυνάψετε το συγκρότημα του φακού. Τοποθετήστε ότι στην πλατφόρμα τοποθέτησης , παρατάσσονται στην κατεύθυνση να συλλέγουν το φως του λέιζερ και να το βάλετε στον ανιχνευτή .
Η 6

Λειτουργήστε το σύστημα με ένα αντικείμενο σε διάφορες αποστάσεις , καταγράφοντας την τάση ως συνάρτηση της απόστασης . Χρησιμοποιήστε αυτά τα δεδομένα για να δημιουργήσετε μια καμπύλη που θα δώσει την απόσταση που ως συνάρτηση της τάσης .
Η
εικόνων