高功率紫外光源的辐照度测量（紫外固化）/Irradiance Measurement of High-Power UV Light Sources (UV Curing)

App. 019

高强度的紫外线辐射存在于一系列的应用中。例如，高功率紫外光源被广泛用于紫外固化，这带来了一些需要解决的测量挑战。

紫外线固化是一个光化学过程，当混合在材料中的光引发剂吸收高能量的紫外线时，就会启动聚合反应[1]。在广泛用于涂层、印刷、粘合剂、封装剂和浇注剂的固化过程中，控制工件暴露于紫外线能量（时间和强度）是至关重要的。为了监测和调整紫外线能量，需要在尽可能靠近被照射部件表面的地方测量辐照度，以表示相同的曝光。成功的固化需要正确的紫外线剂量和适合特定材料的波长。剂量，以J/cm²为单位，是紫外线强度和照射时间的乘积（W/cm² x 秒）。紫外线强度（辐照度）由紫外线辐射计测量，单位为W/cm²，但也可以直接显示为剂量，单位为J/cm²。一个合适的辐射计还必须能够承受高温环境，或有提供温度影响校正的选项。由于这种辐射计可以为这种高强度的应用提供卓越的性能，该技术也被用于紫外光刻应用（见App. 038用于掩模对准器的紫外线测量设备（光刻））。

有两种主要类型的紫外线源用于产生所需的高强度紫外线辐射。

1. 高功率气体放电灯（例如，中压汞灯）。这些气体放电灯通过在含有惰性气体混合物的密封石英管内将汞汽化成极高温的等离子气体来产生强烈的紫外线辐射。通过添加掺杂金属如铁或镓，可以在一定程度上改变光谱组成。由于具有明确能量的内部原子转变，发射的光在光谱峰值方面是非常明确的。除了紫外辐射外，气体放电灯还从灯的石英包络层中产生非常高的红外辐射，这对材料的成功硬化可能是一种帮助，也可能是一种阻碍。

RCH-x09

2. 高功率UV-LEDs（例如365纳米）。近年来，使用高功率LED作为光源的趋势很明显。随着最新的发展，它们提供了越来越多的紫外线输出，以及即时开关的好处和由此产生的能源效率。结合稳定性以及使用寿命的优势[2]，LED现在处于一个非常有竞争力的水平，并将继续提高。然而，必须考虑其他问题，如加热效应导致的波长稳定性。由于固化材料内的吸收也与辐照的波长密切相关，这里的偏差会导致固化过程及其持续时间的改变。当然，由于使用寿命的限制，剂量监测仍然是一项重要的任务。如前所述，LED在紫外线应用方面有了明显的改善，但老化是一个重要的影响因素[3]。 UV3726

一个重要的事实是：气体放电灯和LED的输出强度都会随着时间的推移而降低。因此，为了确保达到所需的剂量，应密切监测辐照度。利用这些信息，可以调整加工时间，以确保材料内的紫外线固化过程得以完成。灯具的更换时间也可以根据这种辐射测量进行优化。

因此，选择适合采用高强度气体放电灯以及LED的紫外线固化测量的辐射计需要满足以下标准。

探测器的设计使暴露在强烈的紫外线和热辐射下的老化和漂移最小化
余弦视场探测器（小f2）用于高精确度的辐照度测量
平坦型探测器使测量平面与工件表面一致
检测器的光谱响应性与光引发剂的光谱敏感性和气体放电灯以及LED的发射光谱相匹配
测量设备易于操作
保护用户免受强烈的紫外线和热辐射的危害
快速重新校准服务和可追溯校准，可选择ISO 17025校准和测试

Gigahertz-Optik提供不同的紫外线固化测量解决方案，以满足这些要求。

RCH-xxx 系列: 适用于不同光源的高温检测器系列

对于以W/cm²和J/cm²为单位的辐射测量，Gigahertz Optik GmbH的RCH-xxx 系列探测头最为合适。这些经过验证的测量头的创新设计确保了敏感的光电探测器既被热隔离，又被保护在高紫外线水平下。凭借这一理念，RCH-系列多年来一直以极具吸引力的价格满足辐射固化的高要求。有不同的版本可用于不同的光源。

Cure-Met: 紫外线固化盘

Gigahertz-Optik还将其在整体测量方面的知识转移到了Cure-Met，一种紫外线固化盘。它提供了被放置在传送带上的可能性，以便在较大的固化装置中运行。在这里，它在内部存储器中连续记录数据，以提供本地辐照度概况。

BTS256-UV: 用于紫外线固化应用的超级光谱仪

一个不同的解决方案是我们的BTS256-UV系列的光谱辐射仪。它不仅提供整体测量，而且还提供光谱细节。这对基于LED的光源特别有用，它提供了新的机会，例如监测波长，以及在选择合适的LED时进行分选。

校准

对于任何类型的辐射测量，探测器的校准对于最终测量结果的准确性是一个非常关键的参数。一个被低估的积分测量的主题是光谱失配和它的校正，以测量不同的光源，具有高的精度和低的测量不确定性（见应用。020降低UV-A、UV-B和UV-C辐射计的测量不确定度）。换句话说，你可以信任的低校准不确定度是很重要的。在这方面，我们提供由DAkkS ISO 17025认证的校准和测试实验室进行的校准。这意味着根据ISO 17025的最高标准被应用到流程中，以确保我们校准的可靠性和可追溯性。所有的校准都可以直接追溯到PTB、德国NMI或类似的NMI。我们的校准实验室涵盖了从200纳米到2500纳米的波长范围和各种光学测量仪器。