Расчёт практической части

В лабораторной установке в качестве излучателя оптической мощности используется ИК-светодиод L53F4BT на основе GaAlAs, имеющий на выходе линзу и характеризующийся следующими параметрами:

– диаметр излучателя – 5мм;

– максимум спектральной характеристики излучения =0,88мкм;

– угловая мощность (мощность излучения, приведенная к телесному углу) =15 мВт/ср,

– расходимость излучения светодиода =30º (т.е. излучение находится в пределах угла 30º)

В качестве приемника оптического излучения использован кремниевый фотодиод КФДМ с =0,8–0,9мкм, токовой чувствительностью =0,25А/Вт и диаметром оптической приемной части =1,9мм. На входе приемника либо передатчика оптической мощности может быть установлен объектив, представляющий собой линзу диаметром =2,2см и фокусным расстоянием f=5,5см.

Рис. 1.Открытая оптическая система связи: 1-источник света, 2 и 3-объективы, 4-фотоприёмник

Указанные выше модели приемника и передатчика оптического излучения применяются в пультах дистанционного управления телевизоров.

Определим мощность излучения , попадающую на площадку фотоприемника, для случая светодиод-фотодиод по формуле

,

(6)

где – площадь фотоприемной площадки, l – расстояние между приемником и передатчиком.

С учётом потерь в атмосфере выражение (6) запишется в виде

.

(7)

В расчетах принять параметр равным 0,8.

В том случае, когда перед фотоприемником устанавливается линза таким образом, что фотоприемник находится в фокусе, то мощность излучения , попадающую на площадку фотоприемника, для случая светодиод-объектив-фотодиод определяется по формуле

,

(8)

где – коэффициент потерь в самой линзе и на участке линза-фотоприемник. В расчетах принять параметр равным 0,8.

Возможен вариант расположения линзы перед источником оптического излучения и источник излучения находится в её фокусе. В этом случае мощность излучения , собранного линзой передатчика оптического излучения, определяется выражением

.

(9)

Размер освещенной области в плоскости фотоприемника определяется по формуле

.

(10)

Площадь пятна , создаваемого линзой, определяется выражением

.

(11)

С учетом выражения (11), мощность излучения, которая достигает фотоприемник, в случае, когда линза установлена перед излучателем оптического сигнала, определяется по формуле

.

(12)

Возможен вариант, когда устанавливаются две линзы: одна – перед приемником, другая – на выходе передатчика оптического излучения. В этом случае мощность излучения, которая достигает фотоприемник, определяется выражением

.

(13)

Поиск по сайту: