LED 和 SSL 照度计（光谱辐射计）测量设备的关键参数

文章出处：新闻动态责任编辑：百世精工科技发表时间：2023-08-04 09:16:49

光谱辐射计主要用于 LED/SSL 测量技术。

Gigahertz-Optik BTS2048-UV紧凑型光谱辐射计

（1）校准不确定度：

光谱辐射计的校准必须可追溯至国家标准，例如 PTB 或 NIST。校准还必须在合格且经验丰富的校准实验室中进行，因为校准质量对于测量设备的可用性、再现性和可比性至关重要。

注：光学测量仪器制造商Gigahertz-Optik 拥有自己的经认可（DAkkS：DK-15047-01-00）的光谱辐照度和光谱响应度校准实验室，以确保其产品获得最佳的校准质量和质量保证。

（2）测量不确定度：

除了校准不确定度之外，测量不确定度也很重要，因为要测量的光源通常与设备校准中使用的光源不同。还必须考虑测量位置的不同因素（环境条件）（参见 CIE198 和 CIE S025）。因此，必须进行额外的测量不确定度测试。对于用户来说，这意味着需要对光谱辐射计进行全面的表征，并且这些参数必须从制造商处获得。

（3）重现性：

测量结果的再现性和机械适应的再现性，例如积分球或发光强度适配器，都是必要的。从机械角度来说，这些适配器必须经过深思熟虑且结构坚固。在这里，光纤更容易受到攻击，因此与更稳定、封闭的系统相比，要求更高一些。

（4）光带宽：

小于 5 nm 或根据 CIE214 进行带宽校正（例如，带带宽校正的 10 nm）。适用于实验室和应用测量。小于 3 nm 的光学带宽是工业应用（例如 LED 分级）的理想选择，可提高颜色测量的精度。光学带宽会扭曲光谱，例如当线条或峰值从 LED 扩散时（请参阅“光测量基础知识”）。

（5）波长准确度：

对于应用测量，该值应优于 ± 0.5 nm，以保证颜色坐标测量的足够精度。对于高精度分档应用，波长精度应优于±0.2 nm。这种精度在色坐标测量中极其重要，因此也是测量不确定度中最重要的因素之一。除了精度之外，波长校准的稳定性也是结果稳定的关键。

（6）杂散光抑制：

杂散光抑制（参见下面的注释）对于白光 LED 的测量尤其重要。例如，杂散光抑制不充分可能会导致色位偏移。为了获得足够精确的测量，需要不低于 10E-3 的杂散光抑制。高端光谱辐射计（例如，采用 ZEMAX 模拟的光束路径等）凭借其硬件特性可以轻松满足这一要求。根据（Zong等人， 2006）或（Nevas等人， 2012）的杂散光矩阵计算，原则上可以更好地抑制杂散光。除了波长精度之外，足够的杂散光抑制对于精确的颜色位置测量也至关重要。

注：杂散光抑制是指避免与所用波长不同的杂散光/伪光。例如，光谱仪中白色 LED 发出的信号会产生杂散光，该杂散光可被光谱范围低于 400 nm 的探测器像素检测到。然后，该信号会在测量数据中重现，尽管从物理上来说，它并不是直接由 LED 产生的，而是由于光谱辐射计的测量误差造成的。这种测量误差可能会导致色位偏移。杂散光的主要问题是它高度依赖于被测光源及其光谱分布。因此，应始终努力实现最佳的杂散光抑制，以避免或减少这种不确定性。

（7）触发选项：

特别是在工业应用中，在计时生产过程中，测量设备通常不是控制设备。因此，应集成触发选项，例如允许电流源（例如 Keithley 2400/2600 或 LPS20）触发测量。这里，精确的同步要求触发输入端口（即向测量对象提供电流）和测量开始（用光谱辐射计开始测量）之间的抖动尽可能最小。

（8）线性度：

CCD 和 CMOS 探测器的线性度不足以满足所有驱动级别和积分时间下精确光谱辐射测量的需求。因此，高质量的测量设备配备了完全线性化的检测器。

注： Gigahertz-Optik 的BTS 技术允许集成额外的探测器作为参考或校正因子，从而保证在大动态范围内的高线性度。

（9）动态范围：

对于宽动态范围，ADC 应具有适合特定应用的适当分辨率（例如 LED 分级中的 16 位）。此外，它应该允许可调节的积分时间。使用 OD 滤光片也可以增强此测量范围。主要通过积分时间进行动态控制有助于避免在使用过程中耗时地更换 OD 滤光片，从而有助于避免通过 OD 滤光片产生进一步的校准不确定性（光谱路径、老化）。必须考虑 OD 滤光片对测量不确定度的影响，例如通过 OD 滤光片自身的校准条目。

注：BTS2048-VL 的积分范围为 2 µs 至 60 s。仅通过积分时间，就动态而言，这些值就超过了 7 个数量级。