LED IR - Ayúdame a convertir 'Potencia radiante máxima' en irradiancia (vatios por metro cuadrado)

No soy ingeniero eléctrico ni físico. Estoy tratando de entender si la luz emitida por un LED representa un peligro para los ojos.

Un fabricante tiene un dispositivo que tiene LED. Son LED infrarrojos. Emiten luz a 950 nm y su 'potencia radiante máxima' es de 3000 mW/estereorradián. Tengo entendido que W / estereorradián es llamado 'intensidad radiante' por los físicos.

Para determinar si el LED es un peligro, necesito calcular su irradiancia, E, (vatios por metro cuadrado). Esta es la ecuación que deseo usar: E (W/m^2) = Sigma (de 770 nm a 3000 nm) E_lambda x delta_lambda. E_lambda es la irradiancia espectral (W m^-2 nm^-1) y delta_lambda es el ancho de banda espectral de la fuente en nanómetros (nm).

No puedo entender cómo usar la información dada (950 nm, 3 W/sr) para calcular la irradiancia espectral o el ancho de banda espectral de la fuente. ¿Alguien puede ayudar?

¡Gracias!

(Nota agregada el 16 de enero de 2016) Me tomó un tiempo, pero creo que encontré la hoja de datos del LED. Sé que escribí 3000 mW/sr en mi publicación original, pero cuando hablé con el fabricante descubrí que el LED en cuestión es en realidad solo 1000 mW/sr.

Aquí hay un enlace:

http://www.vishay.com/docs/81009/tsal6100.pdf

¡Gracias!

la irradiancia dependerá de la distancia de la fuente. el área subtendida por un estereorradián es igual al cuadrado de la distancia desde la fuente (ver aquí )
"¿Cómo convierto de W/sr a W/m^2?" No puede a menos que sepa más sobre el diseño óptico. Y también el perfil del haz del LED... (¿en cuántos estereorradianes emite?) Sería bueno un enlace al LED.
@GeorgeHerold: sospecho que el perfil del haz es irrelevante, ya que la potencia radiante máxima es de 3 W/estereorradián, lo que interpretaría como un valor máximo. A 1 metro, la potencia radiante es de 1 vatio/$m^2$ pico.
@WhatRoughBeast, si el LED emite en 180 grados (2 * pi estereorradianes), será muy diferente a 15 grados. También podría haber una lente después del LED que podría enfocar la luz y dar una intensidad mucho mayor. 3W/estereorradián me parece mucha potencia. Y la naturaleza IR de la luz la hace más peligrosa porque el reflejo de parpadeo del ojo no se activará.
@GeorgeHerold: solo es mucha potencia si el LED es un dispositivo de haz ancho, pero el OP no lo indica. Solo especifica la potencia máxima. Suponiendo un diámetro de pupila de 8 mm y una distancia LED/ojo de 1 metro, la potencia interceptada es de unos 150 microvatios, lo que no debería ser un problema.
Encontré y agregué un enlace al LED.
@MarkLies: si la respuesta de "William Brodie-Tyrrell" cuenta con su aprobación, ¿podría colocar la marca de verificación verde para que sea la respuesta aceptada? -- ¡Trabajamos duro por los puntos! Gracias. (Y, por favor, vote también si no lo hizo).

Respuestas (2)

W/sr es la densidad de luz que sale del LED, en fotones por ángulo sólido. Para convertir eso en irradiancia, necesita saber qué tan lejos está el elemento iluminado porque la luz se propaga de acuerdo con la ley del cuadrado inverso.

1 estereorradián tiene un área de superficie de 1 m ^ 2 en un rango de 1 m, 4 m ^ 2 a 2 m, 100 m ^ 2 a 10 m, 0,01 m ^ 2 a 0,1 m, etc. Suponiendo que no hay óptica adicional, la irradiancia a distancia Los medidores D serán 3/D^2 W/m^2 para su fuente de 3W/sr.

Sin embargo, para dar un paso atrás, obtienes aproximadamente 1.5kW/m^2 de irradiación del sol. Para alcanzar esa intensidad de este LED, tendría que estar dentro de los 5 mm de él, es decir, su mayor peligro probablemente sea pincharse el ojo. Si fuera un LED UV, la respuesta sería diferente, pero esto es IR y, por lo tanto, es muy poco ionizante.

Encontré un enlace al LED: vishay.com/docs/81009/tsal6100.pdf

Si puede proporcionar un enlace a la hoja de datos, eso sería algo muy bueno. En su ausencia, puede intentar interpretar "máximo" como "pico". Dado que un estereorradián produce un área de 1 metro cuadrado a 1 metro, una "potencia radiante máxima" de 3 W/sr debería producir un pico de 3 vatios/ $m^2$ a 1 metro, 1,5 vatios/ $m^2$ a 2 metros, etc

Encontré un enlace al LED: vishay.com/docs/81009/tsal6100.pdf