infrarossi è una regione conveniente dello spettro per molte applicazioni . E ' invisibile all'occhio umano , ma la radiazione infrarossa funziona con le stesse regole come la luce visibile . Infrarossi utilizza lo stesso tipo generale di lenti , specchi , sorgenti e rivelatori ottici come visibili . Vi sono alcune differenze di materiale , ma i principi sono gli stessi . Quindi, se si vuole fare qualcosa di simile senso la distanza da un oggetto , è possibile utilizzare a infrarossi per creare un sistema ottico , ma lo hanno completamente discreto per humans.Things che ti serviranno
laser 1.55 - micrometro e circuito di azionamento
InGaAs valanghe fotodiodo e circuito amplificatore
1.55 - micron filtro passa-banda
piattaforma di montaggio
2 pollici di diametro , 100 mm di lunghezza focale della lente a infrarossi
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calcolare la quantità di energia necessaria per ottenere un rapporto segnale -rumore di 10 al rilevatore . Per prima approssimazione , si assume il rumore è tutto in corrente di buio , in modo da guardare sul foglio dati per il rivelatore e trovare la responsività e la corrente di buio per il rivelatore .
A scopo illustrativo , si supponga di avere un rivelatore con una responsività di 0.95 ampere /watt , e una corrente di buio di 1 nA , che è 10 ^ -9 ampere . Per ottenere 10 nA di corrente , è necessario 10nA/0.95 watt di potenza a raggi infrarossi , che equivale a 1,1 x 10 ^ -8 W.
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calcolare la quantità di energia a infrarossi necessaria dall'oggetto . Dal momento che si sta utilizzando una lente di diametro da 2 pollici , l'obiettivo sembra sottendere un angolo solido di (pi x (1/12) ^ 2) /20 ^ 2 = 5,5 x 10 ^ -5 sr ( steradiante ) . Questo è essenzialmente una misura di quanto grande sia il rilevatore sembra dall'oggetto che sta facendo la riflessione . Per il sistema , ad esempio, il rilevatore deve raccogliere 1,1 x 10 ^ -8 watt a 5,5 x 10 ^ -5 sr , che è 2,0 x 10 ^ -4 W /sr .
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Capire quanta energia ha bisogno di colpire il bersaglio . Si supponga che l'oggetto riflette la luce in modo uniforme nella direzione in cui è in corso illuminato. Questo tipo di un oggetto è chiamato diffusore Lambertiano , e riflette la luce che lo colpisce in un angolo solido di 2 x pi steradiante .
Il sistema di esempio , quindi , ha bisogno di mettere fuori 2,0 x 10 ^ -4 W /sr sull'intero angolo di 2 x pi greco , il che significa che rispecchia 2 x pi x 2.0 x 10 ^ -4 W = 1,3 x 10 ^ -3 W o 1,3 mW .
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Trova una fonte che fornirà la giusta quantità di potenza dell'oggetto . Per il sistema di esempio , trovare un laser 1,55 micron che fornirà una potenza di 1.3 mW all'oggetto . Fissare il laser alla piattaforma di montaggio in modo che punti dritto .
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Inserire il filtro passa-banda davanti alla cellula fotoelettrica e collegare il gruppo alla lente . Montare che sulla piattaforma di montaggio , allineate in direzione di raccogliere la luce laser e metterlo sul rivelatore.
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funzionare il sistema con un oggetto a varie distanze , registrando la tensione in funzione di distanza . Utilizzare tali dati per creare una curva che vi darà la distanza in funzione della tensione .