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Products / 激光/光源 /非相干光源 /红外光源芯片(2-14um) /

红外光源芯片(2-14um)

产品概述涂层和发射角度规格和型号指南联系下单！

红外（IR）光源是一种基于微机电加工、电调制技术的热辐射红外源，具有黑体辐射特性，并且具有低功耗、高辐射率和使用长寿命等优势。我们专有设计是沉积于一层介质薄膜上的电阻式加热元件，该元件敷设在微机电加工工艺的硅结构上。红外光源封装在紧凑型的TO封装基座上，可选择带保护帽及带反射面的结构。这些结构可以配置蓝宝石，氟化钙，氟化钡，锗等材质的低通滤光片。宽带红外光源非常适合于要求极高的辐射率，极高稳定性和低功耗的紧凑型红外气体检测模块。

目标气体测量

CO、CO2、VOC、NOx、NH3、SOx、SF₆、碳氢化合物、湿度、麻醉气体、制冷剂、呼吸酒精气体等

技术特征

• 具有黑体辐射的特征（2 至 14 μm）
• 高辐射率
• 快速的电调制功能（无需斩波轮）
• 极高的调制深度
• 电能转化为光辐射转换效率高
• 低功耗
• 长寿命
• 坚固的 MEMS 设计（通过 IEC 60721-3-7 7 Class 7M3 的认证要求，但不包括氟化钙，氟化钡材料的低通滤光片）

应用

•医疗：
呼气末二氧化碳图，麻醉气体检测，呼吸功能监测，肺功能监测，呼吸酒精气体检测，血气分析
•工业：
可燃和有毒气体探测，制冷剂监测，火焰探测，水果成熟度监测，SF₆监测，半导体制造

•汽车：
CO₂汽车制冷剂监测，酒精检测和酒精锁，车内空气质量检测
•环境：
供热通风和空气调节（HVAC），室内空气质量监测，挥发性有机化合物（VOC）监测

红外光源 Labkit

特征：

•可简单快速地设计红外光源参数

•用来评测理想的驱动模式以达到最佳信噪比的非常有效的工具

•在几分钟内简单快速地启动和测量

•包括一切你想得到的技术参数

•基于LabVIEW软件技术，非常简单的用户图形界面（GUI）

•实时设置和更新驱动参数

•驱动模式的限制可视化（推荐）

•可输出位图及Excel格式数据

•RS232接口及USB接口直接与计算机连用

•TO插座或接线端子连接红外光源

•模拟输入/输出信号接口可用作检测器的同步信号

Labkit 驱动程序板

IRS Labkit 规格

参数	单位	数值	条件/备注
驱动模式	P / V / I	连续波/波形信号	-
功率控制 P	mW	50 – 800	功率调节
电压控制 V	V	0.5 – 10	电压调节
电流控制 I	mA	5 – 100	电流调节
波形信号	连续波/方波信号		-
频率	Hz	0 (CW), 4 – 50	-
占空比	%	5 – 90	-
模拟输入/输出	V	0 – 5	检测器回路的同步信号，记录探测器信号

低通滤光片的优势

• 对探测器滤光片的补充
• 消除背景信号干扰及提高信噪比
• 在恶劣使用环境中保护红外光源

• 防止样品气体的寄生影响（对于安装非常紧密低通滤光片）


带标准保护帽及反射面红外光源在不同角度的辐射分布图	不同材料的低通滤光片的透射率曲线

定制反射面结构

• 通过 Zemax 软件模拟可以优化辐射信号分布

反射面在轴线上对红外辐射源的准直效果。（红色区域：高辐射分布区;

蓝色区域：低辐射分布区）

具有真实黑体辐射的特性（波长范围从2 μm到14 μm）

显微镜图像：TO39封装的MEMES芯片（左侧）

加热之后的薄膜温度分布图像（右侧）

EMIRS 50辐射功率【mw/μm】

高辐射率

• 独特的薄膜工艺制造出辐射率接近 1 的纯黑体结构。


黑体树突状表面结构	辐射率图

快速电调制功能和极高的调制深度

• MEMS工艺能够制造出轻薄并具有极短热时间常数的薄膜，使红外光源有很高的调制频率和调制深度。


红外光源MEMS芯片正面和背面照片：EMIRS200 (左），EMIRS50（右）	采用恒电压脉冲驱动光源时，用高速宽带探测器检测

电能转化为光辐射转化效率高

• 由于具有黑体特性表面，红外光源具有优异的电光转换效率。一方面得益于其黑体表面可保证最大的辐射率，另一方面来自于薄膜的辐射热流分布的优化设计。

通过辐射热流分布仿真实验优化转换率

可靠的MEMS结构

•半导体MEMS制造技术保证红外光源的高可靠性和品质。另外，在晶圆水平的制程严格的工艺控制系统确保每个红外光源都经过最终的老化和测试。

•红外光源薄膜破损的平均失效时间（MTTF）是从多年可靠性测试中收集的数据进行统计分析后得到的。薄膜破损的可能性很大程度上取决于封装类型，输入电功率大小和工作模式。


在使用寿命可靠性测试中，虚线表示红外光源在脉冲调制模式下工作，EMIRS200和EMIRS50的调制频率分别采用10Hz和30Hz，典型占空比皆为 62%。实线表示 CW 模式。	切割前的MEMS工艺的红外光源芯片

主要测量原理：

非色散红外光谱法（NDIR）原理
非色散红外光谱法需要一个覆盖各种被测气体的吸收波长的宽带红外光源。这些被测气体的特定波长需要通过相应的窄带滤光片选择。气室内的红外辐射信号强度会随气体的吸收而减小，而且红外辐射信号减小的幅度跟样品室内的气体浓度成比例关系。热电堆或热释电探测器通常用于红外辐射信号的检测。

光声光谱法（PAS）原理

当红外辐射能量被气体吸收，气体会被加热之后导致热扩散，从而导致样气室的压力增加。与之相反，当红外辐射消失，气体冷却，压力相应地降低。通过可调制的脉冲红外外源可以产生压力波，例如声波，从而被微音传感器探测。被测气体浓度越高，信号越高（被测气体的波长通过窄带滤光片选择）。光声光谱法（PAS）可以应用于气体，还可以应用于液体和固体。

衰减全反射法（ATR）原理
当辐射从界面全反射时，它的一小部分会被传输到相邻介质中，形成倏逝波。这种倏逝波会随渗透深度指数式衰减。耦合到到界面的倏逝波的辐射强度取决于两个相邻介质的折射率差异。在ATR光谱中，一种高折射率材料制成的晶体作为导光介质，通过与样品（通常是液体）接触从而使倏逝波与之相互作用，使用窄带通滤光片选择合适的波长。根据样品的状态或质量，或多或少的光被耦合在一起，检测器上的信号也随之改化。热电堆或热释电探测器经常应用于这些设置中。

产品参数和资料

English: IR LED Chip

产品册中文: IR LED Chip

类型	*焦距 /<20°角度内的能量	滤光片	保护帽 /反射面	测量原理 /典型应用	产品图片
EMIRS200
TO-39 封装无保护	无准直 / 12%	无	无	NDIR， PAS/ 客户定制的吸收测量池
TO-39封装带标准保护帽	无准直 / 12%	无	保护帽 0-53/40-0	NDIR， PAS/ 标准吸收测量池
TO-39 封装带低面保护帽	无准直 / 12.3%	无	保护帽 0-45/28-0	NDIR， PAS/ 标准吸收测量池
TO-39 封装带标准反射器面1	5 – 15 毫米 / 60%	有	反射面 W-55/40-0	NDIR， ATR/ 标准吸收测量池
TO-39 封装带标准反射面 2	0 – 7 毫米 / 54%	无	反射面 W-40/43-0	NDIR， ATR 短吸收测量池
TO-39 封装带标准反射面 3	10 – 30 毫米 / 82%	有	反射面 W-90/151-0	NDIR， ATR/ 长吸收测量池（直径10mm）
TO-39 封装带标准反射面 4	无准直 / 15.7%	有	保护帽 W-36/12-0	NDIR， PAS/ 标准吸收测量池
EMIRS50
TO-46 封装无保护	无准直 / 12%	无	无	NDIR， PAS/ 客户定制吸收测量池
TO-46 封装带标准保护帽	无准直 / 12%	无	保护帽 0-30/25-N-0	NDIR， PAS/ 标准吸收测量池
TO-46 封装带标准反射面 5	无准直 / 17%	有	保护帽 W14/13-0-0	NDIR， PAS/ 标准吸收测量池
TO-46 封装带标准反射面 6	10 – 30 mm/ 81%	无	反射面 W57-50-M-00	NDIR， PAS/ 标准吸收测量池或开路
TO-46 封装带标准反射面 7	5 – 20 mm / 90%	无	反射面 W30-41-M-00	NDIR/ 标准吸收测量池或开路
客户定制	定制	定制	定制	NDIR， PAS， ATR/ 客户定制吸收测量池

电气/光学特性

参数	单位	最小值	典型值	最大值	测试条件
EMIRS200
冷态电阻值 RC22	Ω	35	-	55	-
热态电阻值 RH500C	Ω	54	-	89	-
加热功率 PH	mW	350	450	550	通电状态
加热电压 VH	V	4.9	5.6	6.3	通电状态
加热薄膜温度 TM	°C	330	450	500	-
加热时间常数 τon	ms	-	18	-	-
冷却时间常数 τoff	ms	-	8	-	-
频率	Hz	5	-	50	-
寿命	年	-	10	-	温度 <500°C时
辐射率ε	-	-	> 0.85	-	2 μm 到 14 μm平均值
加热区域 AH	mm²	-	2.1 x 1.8	-	-
外壳温度	^TTOH	40	-	85	环境温度TA = 22°C
EMIRS50
冷态电阻值 RC22	Ω	22	-	36	-
热态电阻值 RH500C	Ω	32	-	53	-
加热功率 PH	mW	170	187	210	准时状态
加热电压 VH	V	2.5	2.7	3	准时状态
加热薄膜温度 TM	°C	330	463	500	-
加热时间常数 τ on	ms	-	10	-	-
冷却时间常数 τ off	ms	-	5	-	-
频率	Hz	10	-	100	-
寿命	年	-	10	-	薄膜温度 <500°C时
辐射率ε	-	-	> 0.85	-	2μm 到 14 μm平均值
加热区域 AH	mm²	-	0.8 x 0.8	-	-
外壳温度	^TTOH	40	-	85	环境温度TA = 22°C

*通电状态指功率的极限值，并不是平均值。实际数值可以与图表所列数值略有不同。

图纸

EMIRS200_AT02V_BC010_Series

EMIRS200_AT02V_BR060_Series

EMIRS200_AT01T_BR080

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