Есть оптическая система:
Светодиод (см. рисунок rl50bw_2.jpeg) с параметрами:


И есть фотодиод: ФД-11к (или BPW21R)
размеры кристала: 2,5мм - диаметр.
чуствительность 5 мА/лм или 9нА/люкс.

Вопрос: как расчитать сколько люменов падает на фотодиод, чтоб конкретно при 6кд от светодиода, знать фототок на фотодиоде(чуствительность см. чуть выше).
У светодиода срезана рассеивающая "шапка(линза)". Светодиод прямо направлен на фотодиод. И как всё изменится если поставить между ними фокусирующую линзу?

Заранее спасибо.

Сообщение отредактировал bullit - Jun 5 2006, 11:52

Насчёт канделлов и люксов советую почитать эту лёгкую для чтения статью: Соколова И.Б. Основы телевизионной светотехники. Основные светотехнические единицы и их измерение // Техника кино и телевидения. – 2004. – № 1. – С. 40 – 44.
Журнал очень распространённый, думаю, проблем не возникнет. У журнала даже есть сайт. Не знаю, правда, есть ли там именно эта статья.
Во-первых, чтобы ответить на ваши вопросы нужно знать ещё и расстояние между ФД и СД. Во-вторых, у светодиода срезана линза. Торец отполирован, как у кота гениталии? :)) Если просто матовая излучающая поверхность - теоретически рассчитать проще. А для полированного окна придётся, видимо, опытным путём замерять диаграмму направленности излучения хотябы в относительных единицах. Навскидку не знаю, как рассчитать излучение для полированного окна излучателя. Хотя, это может быть только я не знаю.
Насчёт линзы всё попроще, нужно знать характеристики линзы, и ответить на ваш вопрос не представит труда. Расчёты можно взять в любой книжке, где описывается оптика. Например, могу навскидку подкинуть книгу:
Изнар А.Н., Павлов А.В., Федоров Б.Ф. Оптико-электронные приборы космических аппаратов. – М.: Машиностроение, 1972. – 368 с.
Я в своё время по ней рассчитывал излучение, и разобрался очень быстро и легко.

Вопрос: зачем срезали линзу со светодиода? Как правило линзы ставятся чтоб собрать излучение и сузить диаграму направленности. Если же это была действительно рассеивающая линза - бывают и такие-то почему надо было брать такой светодиод? Производитель всегда дает в ds диаграмму углового распределения интенсивности излучения, но при срезанной линзе я даже предположить не могу как она изменится. А вообще сид обычно излучают с ламбертовским угловым распределением и интенсивность можно описать такой формулой i(q)=Io(cosq)^n, где q-угол излучения,n-характеризует ширину диаграммы направленности (как правило =1), Io=(nm/ns)^2*id/as, где nm-показатель преломления окружающей среды, ns-показатель преломления материала сид,id-константа,зависящая от тока накачки сид, as-полная площадь излучающей поверхности. Интегрируем и получаем мощность выводимую светодиодом в направление фотодиода Ps=2*pi*as*Io//(cosq)^n*sinq*dq, где значок //-означеает интеграл от 0 до угла q1, где tgq1=rf/L, rf-радиус пластины фотоприемника, L - длина до него. Не забываем умножить полученную мощность излучения на коэффициент поглащения окружающей среды и учесть потери на отраженние Френеля. Далее средний фототок фотодиода определяется выражением I(t)=G(2*pi*R*y*Ps/h+Im), где G - среднее усиление, R-квантовая эффективность, y-номинальная длина волны сид, h-постоянная Планка, Im-темновой ток.
Вот в кратце все. Замучился писать. А вообще почитайте книжки по фотометрии - сложно, нудно, но без этого такими вещами заниматься затруднительно.

Спасибо за ответы, примерно этого я и ожидал. Литература всегда лучше.

Но сколько я не рылся, найти прямые формулы для расчета, да и ещё применимо к СИДам не видел.

Если разобраться в принципах расчёта оптических величин (а это не сложнее школьного курса физики), то все формулы можно будет вывести самому, как я в своё время и делал. И формулы эти получаются весьма простыми.
Так что советую разобраться, а не искать готовых формул. К тому же, к готовым формулам, когда в их смысл не вник, имеется элемент недоверия. Вдруг она верна для других условий, где-то раньше в книжке об этом написано двумя словами, а ты не учёл. И т.п.

А все-таки зачем светодиод резали? И еще любопытно как и чем это делали?

Мне тоже любопытно, зачем он срезал линзу :)))
А резать - хоть ножовкой по металлу, хоть напильником, хоть шёркнуть на электроточиле... Другое дело потом заполировать... но тоже не сильно большая проблема. Или, наоборот, оставить матовым (для ламбертовского излучателя).

По поводу среза головки - все это в проекте, еще некто не срезал его. Просто подумав что она рассеивающая, убрать её было бы лучше. Или она не рассеивающая?

А нам надо ну очень сфокусированный луч. Или так не поступают.

Прям испугали своими вопросами, что нельзя над СИДом поиздеватся, может так лучше будет. Или нет?

И вот ещё, схема в котрой применяется светодиод и фотодиод, все описанно в этой теме http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=15941. Есть вопрос, а подключение фотодиода надо такое, не будет ли отрицалка на выходе второго ОУ? а то надо к АЦП цыплять, она однополярная.

Сообщение отредактировал bullit - Jun 9 2006, 16:25

Мы срезали - делали параллельный пучек - линза мешала. А вообще - хочешь ну очень сфокусированный пучок - возьми лазер.

Не трогайте вы светодиод. Не подходит по диаграмме направленности - берите другой и лучше лазерный светодиод. А можно вообще линзами собрать весь поток в нужной Вам точке (на фотодиоде).

Что-то вы господа выдумываете: линза фокусирует пучёк. Если бы её не было, свет бы излучался, как писалось выше, по ламбертовскому закону - во всю полусферу. А так только в относительно малом угле.
Чтобы ещё сузить угол расхождения мы ставили дополнительную линзу, а то и целый объектив.

По своему опыту скажу - сфокусировать свет светодиода в точку меньше размера кристалла - большая морока... А уж в узкий параллельный луч...