树林可爱、光线黯淡……半光强角是怎么回事
发布时间：2013-08-15 本文作者：Vishay
回想你拿着手电筒在黑暗中行走的经历。当你用手电筒向前照时，光圈最明亮的地方大概就是手电筒光束的中心，离中心越远，亮度就越弱。或者你使用的手电筒可能带有可调节的玻璃蒙，使你能够在可以照亮更远距离但周围却相当黑暗的光束和照不了多远距离但可以使近处道路和周围环境更明亮的宽光束之间进行选择。
半光强角
所以，你对视角已经有直观的认识。对可见光而言，这是一个常用术语。对于红外发射器，我们喜欢使用的术语是“半光强角”。半光强角是光照强度是其在0度（或笔直指向前方）时的值的一半时的角度。为什么选择一半光强而不是其他数量？这大概是因为人眼通常只能觉察光强的加倍或减半的缘故。影响半光强角的因素包括环氧树脂所含光漫射材料的数量，包围LED芯片的反光罩的形状，LED透镜的形状，从LED到透镜尖端的距离，以及发射器芯片的类型。当然，在半光强角之外仍然有光照，只是逐渐变得更弱和更黯淡而已。光学工程师可以测量发射器芯片的光强，并绘制相对辐射强度与角位移关系图来显示该关系。
如何解读该图
所有红外发射器产品说明书都包括相对辐射强度与角位移关系图（图1）。为了理解图1中的曲线，我们从顶端开始，此处的光强等于其100%最大值。以顺时针方向移动，在± 30°的地方，辐射强度是其最大值的90%，在± 50°的地方，发射器的辐射强度降至其最大值的70%。最后，在± 60°地方，发射器辐射强度是其最大值的50%。此处就是发射器测量曲线越过50%相对辐射强度线并因此定义半光强角的点。
芯片和封装式发射器
标准手电筒的比喻并不适用于大多数发射器芯片。标准砷化镓发射器芯片在每个方向上都有辐射光，如图2所示。光不仅来自顶部，还来自侧面。大多数应用需要这种光进行定向，所以我们将芯片放进一个封装。最常见和熟悉的封装的标准5 mm、T1¾ 带引线封装，如图3所示。前面提到，有两个因素影响该图所示的半光强角。首先，引线框架包括一个反射罩，其反射从芯片侧面发出封装之外的光。其次，5-mm发射器包括一个对光进行聚焦的镜头。这个光电子链将所发射的光重新定向至指定方向。
来自威世的红外发射器具有广泛的半光强角，可分成窄、中等和宽类别。窄半光强角为± 5°至± 20°。中等半光强角为± 21°至± 40°。中等半光强角为大于± 40°。常见的宽角是± 60°。图4提供了两幅VSMF2890RGX01（半光强角为的± 12°红外发射器）相对辐射强度与角位移的关系图。你可能注意到，图4所示辐射强度图的顶部有个小微坑。发射器芯片的顶部中心有一个接合焊盘，此处不发射光。虽然来自芯片表面其余部分的光充满该区域，但其没有完全补偿焊盘。你还可能注意到，在超出大约±7°的地方，光强显著降低。这是一种聚焦性非常强的光源。相比之下，图1中发射器的光强均匀地从峰值滚降。通常使用圆锥体来代表发射的光，但对VSMF2890RGX01来说用圆柱体可能更好。
我不想把Robert Frost强加给你，但你最近一次用手电筒穿过夜幕笼罩的树林是什么时候？2012年11月在圣克鲁兹 (Santa Cruz) 海岸山脉。
