¿Las frecuencias de los emisores de infrarrojos son ajustables? ¿Puede la modulación del emisor variar las propiedades de absorción del material?

  

Un emisor de LED común, el arseniuro de galio, aparentemente tiene una frecuencia de aproximadamente 760 nm.

Figura1.760nmestáfueradelfinaldelrangorojovisible.

OKhastaahora.

  

Luego,enelextremoreceptor,hayuncircuitodefiltradoparaeliminarelIRambientalydemodularelmensaje.

Nodeltodo.Elfiltroesparaeliminarlaluzambientalquepuedesobrecargarelsensor.SiesparadejarpasarlaseñalIR,tambiéndebedejarpasarelIRambiente.UnfiltrodepasodebandadebuenacalidadpodríalimitarelIRaceptadosoloalosvaloresdeinterésyestoayudará.

Elfiltronodemodulaelmensaje.Esoeshechoporelcircuitodelreceptor.Elfiltroessolo"gafas de sol para el receptor".

  

¿Podemos modular la señal del emisor de infrarrojos para obtener diferentes frecuencias?

Puede modular la señal IR de forma intermitente en varias frecuencias, tal como lo explica vini_i en su respuesta. Tenga en cuenta que esto es no cambiando la frecuencia de la luz IR.

Figura2.Puede ver esta modulación con la cámara de su teléfono que es sensible al infrarrojo. Con una cámara medio decente, se verá el parpadeo del LED. El parpadeo es la modulación.

Observe que con el experimento anterior, si la modulación cambiara la longitud de onda del IR, el color cambiaría. No lo hace.

  

Los materiales tienen diferentes propiedades de absorción que corresponden a diferentes frecuencias del IR emitido. Entonces, si modulamos la salida del emisor IR, ¿será suficiente la modulación para disparar la absorción de los diferentes materiales?

Si pudiste modificar la longitud de onda IR, entonces sí, pero como no puedes, la respuesta es no.

  

¿O necesitamos usar un LED diferente (por ejemplo, que no sea arseniuro de galio)?

no se pueden sintonizar más que en la fabricación, aunque es posible que se produzcan cambios en el color cuando se calientan. Puedes probarlo tú mismo con un LED de luz visible. Conéctelo a una fuente de alimentación de banco, comience con el límite de corriente establecido en 20 mA y luego auméntelo lentamente hasta que muera. En el camino deberías ver un cambio en el color así como un aumento en la salida de luz.

Las fuentes de IR ajustables están disponibles para trabajos de laboratorio, como la obtención de espectros de firma IR para diversos materiales, como películas plásticas. Estos barren a través del espectro IR lejano y producen gráficos que muestran el espectro de absorción o transmitancia para una muestra. Estos pueden compararse con los datos de referencia para establecer la composición plástica probable ya que cada tipo tendrá una firma particular. Esto, a su vez, puede usarse para determinar la calidad o pureza del plástico.

Tenga en cuenta que los nombres de elementos de la tabla periódica siempre se escriben en minúsculas, mientras que la primera letra de su símbolo está en mayúscula. He arreglado esto en las citas de tu publicación.

La frecuencia de 760 nm si el LED no se puede cambiar sin reemplazarlo por otro.

La modulación de la que habla es el acto de encender y apagar el LED rápidamente. Una forma es usar segmentos de estos pulsos de encendido / apagado para representar ceros y unos. La demodulación está convirtiendo los pulsos de nuevo en ceros y unos. Este acto no cambia la frecuencia del LED.

ACTUALIZAR

Ahora sospecho que puede estar refiriéndose a un láser sintonizable utilizado en la espectroscopia de absorción láser. La longitud de onda de los diodos láser se puede convertir ópticamente.

Un diodo láser de longitud de onda única (por ejemplo, 530 nm verde) se puede convertir a longitudes de onda de UV en toda la banda IR.

Un ejemplo es este fuente de luz ajustable, visible y cercana a IR que utiliza Un único diodo láser de 532 nm. Se convierte a longitudes de onda de 450 - 650 nm y amp; 900 - 1300 nm.

Otro ejemplo de conversión de longitud de onda es un LED blanco que convierte 450 nm de azul a rojo en longitudes de onda usando fósforos.

FIN DE ACTUALIZACIÓN

Un LED de longitud de onda de 760 nm emite fotones que oscilan a una frecuencia de 394 Thz.
No es un LED IR, sino que emite el color de "rojo lejano", que se puede llamar "cerca de IR".

  

La luz roja lejana es luz en el extremo rojo extremo del espectro visible,   Justo antes de la luz infrarroja. Generalmente considerada como la región entre   Longitud de onda de 710 y 850 nm, - Wikipedia Far-Red

760 nm no es invisible pero no estimula a los receptores de captura de imágenes humanas de la retina casi tanto como a longitudes de onda más cortas (frecuencia más alta).
Donde el verde 555 nm tiene un promedio de "nivel de brillo percibido" humano (eficacia luminosa fotópica) de 100,000, 760 nm el rojo lejano tiene una eficacia luminosa fotópica de 6.
- fuente: Curva de sensibilidad relativa para el C.I.E. Observador estándar

Los fotones de mayor frecuencia óptica transportan más energía que los fotones de baja frecuencia.

El nivel de energía (frecuencia) de un fotón que sale de un LED está determinado por el nivel de energía del intervalo de banda del LED. Se necesita más (o menos) energía eléctrica para que los electrones intenten cruzar la brecha de la banda desde el ánodo al cátodo, dependiendo de la longitud de la brecha de la banda y sus impurezas (dopantes).

A medida que los electrones intentan cruzar la banda, muchos de los electrones se transforman en fotones. El nivel de energía del intervalo de banda es lo que pone el "giro" en las oscilaciones del fotón.

Si bien el nivel de energía del intervalo de banda es principalmente una función de los materiales (por ejemplo, silicio, germanio y dopantes), su energía también está influenciada por la temperatura, la cantidad de corriente y la modulación (o falta de ella).

Los controladores LED pueden cambiar la corriente promedio cambiando la amplitud de la corriente o usando la modulación (PWM). El método preferible para atenuar un LED es mediante PWM en lugar de disminuir la corriente promedio porque PWM no altera la cromaticidad, donde el cambio de la amplitud de la corriente alterará la cromaticidad. La modulación no cambia directamente la longitud de onda, pero el uso de la modulación preservará la cromaticidad manteniendo constante la amplitud de la corriente. - fuente: OSRAM App Note Dimming LEDs

Por lo tanto, si actualmente atenúa el LED utilizando PWM, podría cambiar la longitud de onda de manera mínima al no usar PWM y, en cambio, disminuir la corriente.

Ejemplos de cambios en la cromaticidad debidos a la corriente y la temperatura:

]

  

Losmaterialestienendiferentespropiedadesdeabsorciónquecorrespondena  DiferentesfrecuenciasdelIRemitido.

LaabsorcióndematerialnoafectalalongituddeondadeunLED.LaabsorciónafectarálaeficienciacuánticainternadelLED(númerodefotonesemitidosdesdeelLEDfrentealnúmerodefotonesemitidosdesdeelpozocuánticodelLED).

  

¿Serásuficientelamodulaciónparaactivarlosdiferentesmateriales?  absorción.

Laabsorcióndelmaterialesconstante.Lafasedelaoscilacióndelosfotonesesloquecambialaabsorción,lareflexiónylatransmitancia.

Laimagendeabajoesdela Conferencia de Richard Feynman sobre electo-dinámica cuántica y la teoría de los fotones. La fase La oscilación del fotón está representada por la dirección del ángulo de la flecha (resaltado).