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LED 和 SSL 照度計（光譜輻射計）測量設(shè)備的關(guān)鍵參數(shù)

文章出處：新聞動態(tài) 責(zé)任編輯：百世精工科技發(fā)表時間：2023-08-04 09:16:49

光譜輻射計主要用于 LED/SSL 測量技術(shù)。

Gigahertz-Optik BTS2048-UV緊湊型光譜輻射計

（1）校準(zhǔn)不確定度：

光譜輻射計的校準(zhǔn)必須可追溯至國家標(biāo)準(zhǔn)，例如 PTB 或 NIST。校準(zhǔn)還必須在合格且經(jīng)驗豐富的校準(zhǔn)實驗室中進行，因為校準(zhǔn)質(zhì)量對于測量設(shè)備的可用性、再現(xiàn)性和可比性至關(guān)重要。

注：光學(xué)測量儀器制造商Gigahertz-Optik 擁有自己的經(jīng)認(rèn)可（DAkkS：DK-15047-01-00）的光譜輻照度和光譜響應(yīng)度校準(zhǔn)實驗室，以確保其產(chǎn)品獲得最佳的校準(zhǔn)質(zhì)量和質(zhì)量保證。

（2）測量不確定度：

除了校準(zhǔn)不確定度之外，測量不確定度也很重要，因為要測量的光源通常與設(shè)備校準(zhǔn)中使用的光源不同。還必須考慮測量位置的不同因素（環(huán)境條件）（參見 CIE198 和 CIE S025）。因此，必須進行額外的測量不確定度測試。對于用戶來說，這意味著需要對光譜輻射計進行全面的表征，并且這些參數(shù)必須從制造商處獲得。

（3）重現(xiàn)性：

測量結(jié)果的再現(xiàn)性和機械適應(yīng)的再現(xiàn)性，例如積分球或發(fā)光強度適配器，都是必要的。從機械角度來說，這些適配器必須經(jīng)過深思熟慮且結(jié)構(gòu)堅固。在這里，光纖更容易受到攻擊，因此與更穩(wěn)定、封閉的系統(tǒng)相比，要求更高一些。

（4）光帶寬：

小于 5 nm 或根據(jù) CIE214 進行帶寬校正（例如，帶帶寬校正的 10 nm）。適用于實驗室和應(yīng)用測量。小于 3 nm 的光學(xué)帶寬是工業(yè)應(yīng)用（例如 LED 分級）的理想選擇，可提高顏色測量的精度。光學(xué)帶寬會扭曲光譜，例如當(dāng)線條或峰值從 LED 擴散時（請參閱“光測量基礎(chǔ)知識”）。

（5）波長準(zhǔn)確度：

對于應(yīng)用測量，該值應(yīng)優(yōu)于 ± 0.5 nm，以保證顏色坐標(biāo)測量的足夠精度。對于高精度分檔應(yīng)用，波長精度應(yīng)優(yōu)于±0.2 nm。這種精度在色坐標(biāo)測量中極其重要，因此也是測量不確定度中最重要的因素之一。除了精度之外，波長校準(zhǔn)的穩(wěn)定性也是結(jié)果穩(wěn)定的關(guān)鍵。

（6）雜散光抑制：

雜散光抑制（參見下面的注釋）對于白光 LED 的測量尤其重要。例如，雜散光抑制不充分可能會導(dǎo)致色位偏移。為了獲得足夠精確的測量，需要不低于 10E-3 的雜散光抑制。高端光譜輻射計（例如，采用 ZEMAX 模擬的光束路徑等）憑借其硬件特性可以輕松滿足這一要求。根據(jù)（Zong等人， 2006）或（Nevas等人， 2012）的雜散光矩陣計算，原則上可以更好地抑制雜散光。除了波長精度之外，足夠的雜散光抑制對于精確的顏色位置測量也至關(guān)重要。

注：雜散光抑制是指避免與所用波長不同的雜散光/偽光。例如，光譜儀中白色 LED 發(fā)出的信號會產(chǎn)生雜散光，該雜散光可被光譜范圍低于 400 nm 的探測器像素檢測到。然后，該信號會在測量數(shù)據(jù)中重現(xiàn)，盡管從物理上來說，它并不是直接由 LED 產(chǎn)生的，而是由于光譜輻射計的測量誤差造成的。這種測量誤差可能會導(dǎo)致色位偏移。雜散光的主要問題是它高度依賴于被測光源及其光譜分布。因此，應(yīng)始終努力實現(xiàn)最佳的雜散光抑制，以避免或減少這種不確定性。

（7）觸發(fā)選項：

特別是在工業(yè)應(yīng)用中，在計時生產(chǎn)過程中，測量設(shè)備通常不是控制設(shè)備。因此，應(yīng)集成觸發(fā)選項，例如允許電流源（例如 Keithley 2400/2600 或 LPS20）觸發(fā)測量。這里，精確的同步要求觸發(fā)輸入端口（即向測量對象提供電流）和測量開始（用光譜輻射計開始測量）之間的抖動盡可能最小。

（8）線性度：

CCD 和 CMOS 探測器的線性度不足以滿足所有驅(qū)動級別和積分時間下精確光譜輻射測量的需求。因此，高質(zhì)量的測量設(shè)備配備了完全線性化的檢測器。

注： Gigahertz-Optik 的BTS 技術(shù) 允許集成額外的探測器作為參考或校正因子，從而保證在大動態(tài)范圍內(nèi)的高線性度。

（9）動態(tài)范圍：

對于寬動態(tài)范圍，ADC 應(yīng)具有適合特定應(yīng)用的適當(dāng)分辨率（例如 LED 分級中的 16 位）。此外，它應(yīng)該允許可調(diào)節(jié)的積分時間。使用 OD 濾光片也可以增強此測量范圍。主要通過積分時間進行動態(tài)控制有助于避免在使用過程中耗時地更換 OD 濾光片，從而有助于避免通過 OD 濾光片產(chǎn)生進一步的校準(zhǔn)不確定性（光譜路徑、老化）。必須考慮 OD 濾光片對測量不確定度的影響，例如通過 OD 濾光片自身的校準(zhǔn)條目。

注：BTS2048-VL 的積分范圍為 2 μs 至 60 s。僅通過積分時間，就動態(tài)而言，這些值就超過了 7 個數(shù)量級。

（10）長期穩(wěn)定性：

測量不確定度必須考慮到測量系統(tǒng)的老化，并且對于高質(zhì)量的測量系統(tǒng)來說，老化應(yīng)該非常低。這也有助于盡可能延長重新校準(zhǔn)周期。就波長精度而言，長期穩(wěn)定性尤為重要。如果不能確保這一點，可能會導(dǎo)致顏色測量（顏色位置、主波長等）發(fā)生較大變化。

注意：在光通量測量中，積分球是輸入光學(xué)器件的一部分，因此也是測量系統(tǒng)的一部分。因此，還必須考慮其老化。BTS技術(shù)是一種雙傳感器技術(shù)，它具有額外的優(yōu)勢，因為額外的參考傳感器還可以自動檢測可能的移位。