红外(IR)发射管是一种用于测量和检测其周围环境中红外辐射的电子设备。那么什么是红外辐射呢?红外辐射 - 也称为红外光 - 是指波长比可见光长的电磁辐射。事实上，据说它涵盖从大约 1 毫米到大约 700 纳米(可见光谱的标称红边)的波长。因此，它对人眼是不可见的，但可以通过皮肤上的温暖感觉来检测。红外辐射 (IR) 是天文学家威廉·赫歇尔 (William Herschel) 在 1800 年意外发现的。当他计算每种颜色的光(由棱镜隔开)的温度时，赫歇尔观察到红光之外的温度最高。需要注意的是，虽然红外线的波长比可见光长，但它们在相同的电磁波谱上。任何散发热量的东西——基本上温度都在五开氏度以上——都会发出红外线辐射。

红外发射管一、检测信号

红外传感器有两种类型：主动红外传感器和被动红外传感器。主动红外传感器：主动红外传感器发射和检测红外辐射。它们有两部分：发光二极管 (LED) 和接收器。当物体靠近传感器时，LED 发出的红外光会从物体反射回来并被接收器检测到。因此，有源红外传感器充当接近传感器，通常用于机器人等障碍物检测系统。

红外发射管二、被动红外传感器

另一方面，被动红外传感器仅检测红外辐射;它们不会从 LED 发出。被动红外传感器 (PIR) 由以下组件组成： 两条热释电材料(热释电传感器);一个红外滤光片，用于阻挡所有其他波长的光;菲涅尔透镜，可将多个角度的光聚集到一个点;和一个外壳单元，以保护传感器免受其他环境变量的影响，例如温度和湿度。PIR 传感器主要用于基于 PIR 的运动检测器。

红外发射管三、如何工作

红外传感器的工作方式与物体检测传感器相同。传感器通常有一个 IR LED 和一个 IR 光电二极管，将这两者组合起来让位给光电耦合器或光耦合器。红外 LED 基本上是发射红外辐射的发射器;它看起来类似于标准 LED。而且由于它产生的辐射不是人眼看不见的;辐射由以光电二极管形式提供的红外接收器检测。红外光电二极管响应红外 LED 产生的红外光。光电二极管的电阻和输出电压的变化与红外光成正比。但是，必须记住，IR 光电二极管与普通光电二极管不同，因为它们仅检测 IR 辐射。红外发射器产生发射后，它会到达物体，部分发射会反弹或反射回红外接收器。根据响应强度，传感器输出由 IR 接收器决定。

红外发射管四、热辐射

最后，通过在压力为 3 mTorr 的腔室中用直流电流加热样品来测量等离子体多层结构的热辐射。装置面积为1×1cm 2。该结构是夹在一维浮雕金属光栅和平坦金属薄膜之间的SiO 2腔体。热辐射由 NA 为 0.1 的 45° 离轴凹面镜收集，然后反射到 FTIR 系统中。图4中的实线分别是加热到 220°C(红线)和 260°C(黑线)的 IR 发射器的测得热发射光谱。光谱显示在 7.2μm 处有一个尖锐的发射峰，这与典型的黑体发射光谱有很大不同。然而，可以通过研究与角度相关的反射光谱来预测发射光谱。对于λ>>Λ的情况，器件的吸收率为(1-反射率)。根据基尔霍夫定律 [ 21 ]，发射率等于吸收率。

红外发射管五、浮雕金属光栅

总之，红外发射器的反射和发射特性是一种由浮雕金属光栅、波导层和金属基板组成的等离子体多层结构，在实验和理论上都进行了研究。确定了共振光栅耦合和局部 SPP 模式。观察到在几乎整个入射角范围内与角度无关的 LSPP 模式。详细研究了反射和发射特性的关系。发射峰与 RCWA 方法模拟的与角度无关的反射倾角一致。结构的热辐射光谱可以通过研究反射特性来预测。我们证明该方法可用于设计有效的 LED 光提取结构。

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