DCP LED Teststation

Besonderheiten bei der Vermessung von UV-C LEDs

Bei der Konzipierung eines Ulbrichtkugel Spektralradiometers für UV-LEDs muss die Besonderheit der quasi monochromatischen LED-Strahlung berücksichtigt werden. Diese bewirkt, dass durch die LEDs erzeugte Fluoreszenzstrahlung zu signifikanten Messfehler führen kann. Diese Messfehler lassen sich nicht mit üblichen Korrekturmethoden kompensieren. Die Fluoreszenzeffekte lassen sich durch eine Vorbehandlung der Ulbrichtkugelbeschichtung mit intensiver UV-Strahlung auf Werte unterhalb der messtechnischen Nachweisgrenze reduzieren.

Siehe auch unser Fachartikel Fluorescence-free radiant flux measurement of UV LEDs.

DCP-Methode: Anforderungen und messtechnische Lösung

Für genaue Messungen mit der DCP-Methode (siehe IES LM-92-22 sowie laufende Arbeiten in CIE TC2-91) müssen zwei Anforderungen erfüllt werden:

• Ein schnelles Spektralradiometer mit Integrationszeiten im µs-Bereich, das für UV-Messungen optimiert ist.
• Eine schnelle Source Measure Unit (SMU), die in der Lage ist präzise µs-Strompulse zu erzeugen.

Ist dies nicht gewährleistet, erhöht sich die Messunsicherheit, da Temperatureffekte und Jitter signifikante Fehler verursachen.

Die Normen für den VIS- und IR-Bereich befinden sich in Überarbeitung. Hier soll die DCP-Methode aufgenommen werden.

Zusammen mit VektrexTM hat Gigahertz-Optik eine LED-Teststation für genaue und schnelle Messungen gemäß der DCP-Methode entwickelt. Der Strom wird automatisch innerhalb des gewünschten Bereichs variiert. Ein vollständiger Scan kann innerhalb von Sekunden bis Minuten abgeschlossen werden. Die Bedienung des Systems ist entweder über ein Python-Skript oder über die grafische Anwendungssoftware S-BTS2048 möglich.

Darüber hinaus unterstützt das System auch die klassischen Messmethoden, wie die Kurzpuls-und Langpulsmethode sowie den Dauerstrombetriebsmodus.

Ulbricht-Kugel zur Messung des Strahlungsflusses

Eine Standardkonfiguration der Eingangsoptik des Spektralradiometers für die Messung des gesamten Strahlungsflusses ist eine Ulbrichtkugel mit 150 mm Durchmesser und einer Eingangsapertur von 50,8 mm Durchmesser. Ihre interne ODM-Beschichtung sorgt für ideale Reflexionseigenschaften im UV-, VIS, und NIR-Bereich. Andere Bauformen sind durch die Optionen unseres Ulbrichtkugel-Baukastens selbstverständlich möglich.

Hochauflösendes Spektralradiometer

Die Spektralradiometer der BTS2048 Serie haben sich in einer Vielzahl von anspruchsvollen Anwendungen bewährt, vom Hochgeschwindigkeits-LED-Binning bis hin zu Messungen mit Anforderungen auf dem Niveau eines Nationalen Metrologieinstituts. Solche Anwendungen erfordern höchste Präzision sowie Zuverlässigkeit im Dauereinsatz. Das BTS2048-UV, das ohne Lichtleiter direkt an der Ulbrichtkugel angebracht wird, bietet einen Spektralbereich von 250 nm bis 430 nm mit einer spektralen Auflösung von 1 nm. Das integrierte ferngesteuerte Filterrad mit Neutraldichtefiltern erhöht den Dynamikbereich. Die Pixel des temperaturstabilisierten CCD-Chips können synchron auf Null gesetzt werden. Diese Funktion bietet die Möglichkeit, einzelne Pulse innerhalb einer Pulskette zu messen. Natürlich sind auch Geräte mit anderen Spektralbereichen, z.B. für den VIS-und NIR-Bereich, verfügbar.

Streulicht und Dunkelsignale

Streulicht- und Dunkelsignalabweichungen haben einen erheblichen Einfluss auf die Messergebnisse von UV-Spektralradiometern mit CCD- oder CMOS-Zeilensensoren.

• Streulicht ist Strahlung die auf falsche Sensorpixel abgebildet wird und so Messsignale erzeugt, die nicht von Strahlung der erwarteten Wellenlänge stammen.  Wenn Streulicht nicht angemessen unterdrückt wird, ist es unmöglich, das tatsächliche Spektrum der LED von Streulichteffekten zu trennen. Das Spektralradiometer BTS2048-UV bietet eine innovative Streulichtunterdrückung durch integrierte Lichtfallen und optische Filter.
• Der Einfluss von Dunkelsignalen ergibt sich aus der Variation der Betriebstemperaturen des Messgerätes sowie angepassten Integrationszeiten für bestimmte Bestrahlungsstärken. Der Dunkelsignal-Shutter des BTS2048-UV-Spektralradiometers wird zur Messung des Dunkelsignals verwendet. Dieses wird zur Dunkelsignalkorrektur zukünftiger Messungen verwendet.

Auffälligkeit bei der Messung von UV-C-LEDs

Bei der Konstruktion von Ulbrichtkugel-Spektralradiometern für UV-LEDs muss eine Besonderheit der quasimonochromatischen LED-Strahlung berücksichtigt werden. Die Strahlung der LED verursacht eine Fluoreszenz der Ulbrichtkugel-Beschichtung, die zu erheblichen Messfehlern führt. Diese können mit herkömmlichen Korrekturmethoden nicht kompensiert werden. Die LED Teststation basiert auf dem Know-how unseres fluoreszenzfreien UV-LED-Messsystems TVUV10. 

Siehe auch unseren technischen Artikel Fluoreszenzfreie Strahlungsflussmessung von UV-LEDs.

Werk-Kalibrierung und ISO/IEC/EN 17025 Prüfungen

Das Messlabor von Gigahertz-Optik bietet Werkskalibrierungen hoher Qualität zur Rückführbarkeit der LED-Teststation an. Werkskalibrierungen werden im Kalibrierlabor von Gigahertz-Optik nach dem gleichen Qualitätsmanagementverfahren durchgeführt, das auch für NMI-akkreditierte Prüfungen gilt. NMI-akkreditierte Prüfungen mit einem ISO/IEC/EN 17025 Prüfzertifikat sind optional erhältlich.