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스펙트럼의 발견
1666년, 아이작 뉴턴은 프리즘을 이용한 획기적인 실험을 통해 빛의 스펙트럼을 발견했습니다. 그는 어두운 방에 작은 구멍을 뚫어 햇빛을 통과시킨 후, 그 빛을 프리즘에 통과시켰습니다. 그 결과, 흰색 빛이 여러 가지 색으로 분리되는 현상을 관찰했습니다. 이를 통해 뉴턴은 백색광이 여러 색의 빛으로 구성되어 있다는 사실을 밝혀냈고, 이것이 바로 스펙트럼의 발견이었습니다
가시광선은 인간의 눈으로 감지할 수 있는 빛의 일부로, 파장은 350~770나노미터입니다. 광전 센서를 사용하면 센서에 사용할 수 있는 광원이 여러 종류 있다는 것을 알 수 있습니다. 그중에서도 가장 흔한 것은 붉은 빛입니다. 왜 그런지 아십니까?
빛의 파장별 특징
- 적색광 (620-750nm): 가장 긴 파장을 가지며, 에너지가 낮습니다. 물체를 투과하는 능력이 뛰어나고 산란이 적습니다.
- 녹색광 (495-570nm): 인간의 눈이 가장 민감하게 반응하는 파장입니다.
- 청색광 (450-495nm): 짧은 파장과 높은 에너지를 가집니다. 식물의 광합성에 중요한 역할을 합니다.
- 자외선 (10-400nm): 가시광선보다 짧은 파장으로, 살균 효과가 있지만 인체에 해로울 수 있습니다.
- 적외선 (750nm-1mm): 가시광선보다 긴 파장으로, 열을 발생시킵니다.
현대 산업, 자동화 및 감지의 핵심 구성 요소인 광전 센서는 광 강도, 조도, 복사 온도 측정, 가스 구성 분석 및 부품 직경, 표면 거칠기, 변위, 진동 및 속도와 같은 다양한 비전기적 감지에 널리 사용됩니다. 많은 광원 중에서 적색광은 고유한 물리적 특성과 실용적인 적용 이점으로 인해 광전 센서에서 일반적인 광원이 되었습니다.
광전 센서가 물리적 특성, 기술적 비용, 응용 프로그램 요구 사항, 시장 환경 등 여러 측면에서 주로 적색광을 기반으로 하는 이유에 대해 자세히 설명해 보겠습니다.
적색광원의 물리적 특성
♦ 파장 및 손실
적색광은 가시광선 스펙트럼의 장파장 끝에 위치하며, 일반적으로 620-750나노미터 사이의 더 긴 파장을 가지고 있습니다. 이러한 특성은 다양한 매체(예: 공기 및 광섬유)에서 적색광의 전송 손실을 비교적 작게 만듭니다. 청록색 빛과 같은 단파장 빛과 비교할 때 적색광은 전송 중에 광 강도를 더 잘 유지하고 매체 흡수 또는 산란으로 인한 에너지 손실을 줄일 수 있습니다. 이러한 낮은 손실 특성으로 인해 적색광은 광전 센서에서 장거리 전송 및 감지에 선호되는 광원이 됩니다.
♦ 침투
가시광선 스펙트럼에는 규칙이 있습니다. 파장이 길수록 침투가 더 깊습니다. 파장이 길수록 적색광이 더 강한 침투력을 줍니다. 연기나 먼지와 같은 장애물이 있는 경우와 같이 특정 환경에서는 적색광이 이러한 매체를 더 효과적으로 침투하여 감지 대상을 달성할 수 있습니다. 이러한 강력한 침투 특성으로 인해 적색광 센서는 환경 모니터링, 산업 자동화 및 기타 분야에서 광범위한 응용 가능성을 갖게 됩니다.
적색 LED의 장점 분석(요약)
포토센서에서 적색 LED를 주로 사용하는 이유는 다음과 같습니다: