使用优化型红外发射器，最大限度地较少性能权衡

历史上第一个可见光谱发光二极管 (LED) 是由 Nick Holonyak Jr. 教授于 1962 年开发的，并在几年内迅速实现了商业化。在当时你只能买到红色的，而且亮度很低且批次之间也不一致。尽管如此，LED 是对白炽灯和霓虹灯光源的首次重大超越，使固态照明进入大众市场成为现实。

尽管最初存在一些缺陷，但这些 LED 很快就被用作指示灯和数字读数器，可以是 LED 矩阵，也可以是带有条形透镜的七段显示器。深入研发实现了更多的突破，包括在 20 世纪 70 年代开发出黄色和绿色 LED，以及在 20 世纪 90 年代中期创造出高亮蓝色 LED。

通过将蓝光 LED 与红光和绿光 LED 相结合或添加荧光粉涂层，这一创造为实现白光铺平了道路。LED 在背光照明、区域照明等应用领域已占据全面的主导地位，作为其完整发展历程的其余篇章，如今已广为人知。

尽管如此，在 LED 发展过程中还有一个不易察觉的层面：开发主要在或只在光谱的红外 (IR) 区域发光的固态设备。因此，这些 LED 的输出是不可见的。虽然这对普通消费者来说似乎用处不大，但这些红外 LED，更恰当的叫法是红外发射器，在科学、工业、传感、身份验证、生物识别跟踪，甚至一些消费应用中都是极具价值的。

红外发射器的独特属性

与红色 LED 一样，首批红外发射器的性能有限且不稳定。尽管如此，与传统的红外光源（如滤波式白炽灯丝）相比，这些 LED 还是有很多优点的。

如今的红外发射器在所有主要电气和光学参数方面都达到了很高的性能。此外，这些红外发射器还可针对特定的性能属性进行定制，以优化和突出性能属性，让用户选择那些在目标应用中实现了卓越性能的红外发射器。

这些发射器的输出波长通常以 850 nm、920 nm 和 940 nm 为中心波长（图 1）。请注意，850 nm 接近光谱中的可见光区和红外区之间的模糊边界，因此波长较短的红外发射器会发出轻微的红光。

图 1：红外发射器的工作波长范围在 780 nm 到 1400 nm 之间；广泛使用的 850 nm 红外波长中也可能含有一些可见红光，因为它接近可见光红色光谱的边缘。(图片：Gigahertz-Optik Inc.）

领先的红外发射器组件

ams OSRAM 的 OSLON P1616 和 OSLON Black 红外发射器正是展现红外发射器的能力和技术进步的典范。这两个系列都采用了 ams OSRAM IR:6 芯片技术来提升性能，包括改进内部芯片反射器和芯片镜面设计，这会减少芯片中的光学损耗，同时提高辐射强度。据 ams OSRAM 称，与现有产品相比，所生产的红外发射器的电光转换效率提高了 42% ，输出功率提高了 35%。

OSLON P1616 与 OSLON Black 系列的主要区别在于前者具有超小尺寸，后者提供多种外形和照明模式选择。

例如，P1616 器件，如 SFH 4182BS-CB2DB1-11（图 2，上）是一种发射波长为 940 nm 的大功率红外器件（图 2，左下），其尺寸小，具体为 1.6 × 1.6 mm，适用于密集型设计。这类器件的高度可能因镜片和款式而异。其具体应用包括门禁控制应用的生物识别、笔记本电脑和智能门铃的二维面部识别认证以及红外照明。

P1616 系列具有 190 至 765 毫瓦/斯特里 (mW/sr) 的同类最佳标称辐射强度，其辐射通量为 1000 mW 至 1650 mW。SFH 4182BS-CB2DB1-11 的典型辐射强度为 455 mW，最高辐射通量为 1650 mW。辐射强度和辐射通量均在 1 安培 (A) 时测得，但根据设备后缀的不同，它们的具体值可能会有所不同。

在正向电流为 1 A、脉冲宽度为 10 ms 的测试条件下，SFH 4182BS-CB2DB1-11 还表现出明确的角辐射特性（图 2，右下）。该系列采用的 Nanostack 技术可将输出功率提高近 180% ，并提供透镜版以随时满足设计导入之需，而非透镜版本则方便用户定制光学布局。

图 2：P1616 系列的透镜式 SFH 4182BS-CB2DB1-11 高功率红外发射器（上）在 940 nm 处具有窄发射带（左下）；该器件具有明确的角辐射特性（右下）（1 A，10 ms 脉冲）。(图片来源：ams OSRAM）

P1616 系列提供三种波长选择：850 nm 波长（用于高灵敏度摄像机），940 nm 波长（适用于安防与室内情况，红暴抑制实现半隐蔽模式），920 nm 波长（适用于进行性能权衡）。可选从 ±25° 到 ±60° 的各种视角，使其应用广泛，并包括那些需要矩形视角的应用。

OSLON Black 系列的器件，如 SFH 4716B（图 3，上），是高性价比、高性能红外发射器。SFH 4716B 的峰值波长为 850 nm（图 3，左下）。该系列还包括 920 nm 和 940 nm 波长器件，具有极高的总光通量并采用 3.75 mm × 3.75 mm 小型工业标准封装。

该发射器系列提供多种封装和芯片选择，以及可实现不同光输出等级的堆叠或非堆叠芯片迭代方案，因此可提高应用设计的灵活性。主要应用包括二维人脸识别、长距离和短距离闭路电视 (CCTV) 摄像机、家庭安防、机器视觉和车牌识别。

这些器件的性能包括辐射强度为 200 至 280 mW/sr（电流为 1 A 时），辐射通量为 1050 或 2000 mW（电流为 1 A/2 A 时），以及在高温下工作时具有低热阻，这可能是由于环境温度和大电流直流工作造成的。在类似测试条件下，SFH 4716B 的辐射模式（图 3，右下）与 SFH 4182BS-CB2DB1-11 的辐射模式略有不同。不过，该器件与 Black 系列的其他产品一样，也保持了 ±25° 至 ±60° 的广视角范围。

图 3：与 SFH 4182BS-CB2DB1-11 相比，OSLON Black 系列红外辐射器中的 SFH 4716B（上）的峰值输出为 850 nm（左），且辐射模式略有不同（右）。(图片来源：ams OSRAM）

结语

红外发射器从相对粗糙和不稳定的器件发展到应用广泛、高性能和稳定的红外光源，这一点令人着迷。ams OSRAM OSLON P1616 和 OSLON Black 系列等最新产品，为设计人员提供了高性能与波长、尺寸、强度和其他关键参数的多样化选择。使用这些红外发射器，可实现从生物识别安全到区域成像、机器视觉的广泛应用。

相关内容

1: 光就是安全：红外视觉应用的选择指南和产品组合（手册）

https://look.ams-osram.com/m/39974ab4771efcd2/original/aO-IRED-Brochure-112023.pdf

2: SFH 4182BS OSLON P1616 数据表

https://look.ams-osram.com/m/154b521f0188e2f1/original/SFH-4182BS.pdf

3: SFH 4716B OSLON Black 数据表

https://look.ams-osram.com/m/19ecb8089d239a55/original/SFH-4716B.pdf