UV-Diodenarray-Spektralradiometer kontra Breitband-Diodenarray-Spektrometer
Die spektrale Empfindlichkeit üblicher CCD-Diodenarray-Detektoren beträgt 200 nm bis 1100 nm. Der spektrale Empfindlichkeitsbereich des CCD-Detektors wird deshalb oft als spektraler Empfindlichkeitsbereich der Diodenarray-Spektrometer herangezogen. Nicht berücksichtigt in dieser Aussage ist oft die spektrale Wirkungsfunktion des Dispersion-Gitters, das die ohnehin geringere Empfindlichkeit des Detektors im UV-Spektrum weiter reduziert. Dazu kommt die Verfälschung des UV-Messsignales durch langwelligeres Streulicht. Zur präzisen Messung von z.B. schmalbandigen UV-LEDs reicht die spektrale Auflösung breitbandiger Diodenarray-Spektrometer oft nicht aus.
Diodenarray-Spektralradiometer welche speziell für UV-Strahlung ausgelegt sind, ermöglichen durch ihren eingeschränkten Spektralbereich zudem die Möglichkeit einer sehr hohen Gittereffizienz in Verbindung mit einer sehr hohen spektralen Auflösung. Des Weiteren können optische Filter eingesetzt werden, um Streulicht signifikant zu reduzieren.
BTS2048-UV Diodenarray-Spektralradiometer für ultraviolette Strahlung
Das BTS2048-UV erfüllt alle Belange eines anspruchsvollen UV-Diodenarray-Spektralradiometers zu einem, trotz seiner innovativen Technologie, attraktiven Preisniveaus.
Ein Alleinstellungsmerkmal ist der BiTec-Detektor, dessen Kombination aus einem Back-thinned CCD-Diodenarray-basierten Spektrometer und einer SiC-Fotodiode innovative Aspekte hinsichtlich Linearität und Messgeschwindigkeit bietet. Der vollständig liniearisierte 2048 Pixel CCD-Detektor mit thermoelektrischer Kühlung ermöglicht durch Integrationszeiten von 2 µs bis 60 s einen äußert großen Dynamikbereich. UV-LEDs lassen sich dadurch in einem breiten Intensitätsbereich präzise messen. Die Gitterauslegung begrenzt den spektralen Messbereich auf 190 nm bis 430 nm wodurch eine hohe optische Auflösung von 0,8 nm resultiert. Die Spektrometereinheit ist zudem mit zwei optischen Filtern bestückt, um automatisierte streulichtarme Messungen zu ermöglichen, was gerade bei breitbandigen UV-Strahlern oder UV-LEDs bei Anwesenheit anderer Lichtquellen nötig ist. Si-Fotodioden überzeugen durch höchstmögliche Linearität innerhalb ihres Dynamikbereiches. Aus diesem Grund wird die SiC-Fotodiode des BiTec-Detektors zur Linearisierung des CCD-Diodenarrays oder als Referenzdetektor herangezogen. Die radiometrische Empfindlichkeitsfunktion der SiC-Fotodiode ermöglicht ihren Einsatz unabhängig vom Diodenarray. Die fehlende radiometrische Präzision kann in diesem Anwendungsfall mit den spektralen Messdaten on-line korrigiert werden. Nur mit der SiC-Fotodiode sind somit schnelle Messungen mit gleichbleibenden Messsequenzen auch bei kleinen Intensitäten möglich. Das BTS2048-UV eignet sich dadurch z.B. hervorragend zur Integration in Goniometer. Trotz seiner kompakten Abmessungen von 103 mm x 107 mm x 52 mm (LBH) bietet das Spektralradiometer BTS2048-UV ein ferngesteuertes Filterwechselrad mit zwei optischen Filtern und einer Blende zur Dunkelmessung.
Absolute Kalibrierung der absoluten Bestrahlungsstärke bis 200 nm!
Gigahertz-Optik kann durch seine lange Erfahrung und sein hervorragend ausgestattetes DAkkS-Kalibrierlabor rückführbare Kalibrierungen bis 200 nm anbieten. Damit erweitert sich der Anwendungsbereich des BTS2048-UV auch für UV-C-LEDs. Für den kurzwelligen Spektralbereich hat Gigahertz-Optik GmbH extra eine neue Deuteriumlampen-basierte Kalibrierstrategie umgesetzt.
Einsatz in Frontend- und Backend-LED-Testmessungen
Für seinen Einsatz in der Überprüfung von ultravioletten Frontend- und Backend-LEDs im industrielen Einsatz ist das BTS2048-UV hervorragend aufgestellt. Sein CCD-Diodenarray-Detektor bietet eine elektronische Nullsetzung aller Pixel vor Auslösung einer Messung (elektronischer Shutter). Der elektronische Shutter und die Auslösung der Messung können über einen Triggereingang mit einem Netzteil für die Kurzzeit-Bestromung der Test-LED synchronisiert werden. Der leistungsfähige Mikroprozessor überträgt in Verbindung mit der schnellen LAN-Schnittstelle einen kompletten Datensatz innerhalb von 7 ms an den Systemrechner.
Direkt-Montage statt Lichtleiter-Verbindung
Das BTS2048-UV Spektralradiometer bietet als Eingangsoptik eine Streuscheibe und kann daher ohne Zubehör zur Messung der UV-Bestrahlungsstärke mit Spektrum und Spitzenwellenlänge genutzt werden. Mit dieser Eingangsoptik kann das BTS2048-UV direkt an Zubehör wie Ulbricht‘sche Kugeln, Strahlstärkeoptiken und Goniometer zur Messung von Strahlungsleistung, Strahlstärke und Strahlstärkeverteilung befestigt werden.
Anwendersoftware und Entwicklungssoftware
Das BTS2048-UV wird mit der S-BTS2048 Anwender-Software ausgeliefert. Diese bietet eine individuell gestaltbare Anwenderoberfläche. Eine große Anzahl an Anzeige- und Funktionsmodulen werden zur Verfügung gestellt. Bei Konfiguration des BTS2048-UV mit Zubehör der Gigahertz-Optik GmbH stehen die zusätzlich erforderlichen Anzeige- und Funktionsmodule zur Verfügung. Zur individuellen Einbindung des BTS2048-UV in Kundensoftware bietet Gigahertz-Optik GmbH die S-SDK-BTS2048 Entwicklungssoftware.
Kalibrierung
Ein wesentliches Qualitätsmerkmal von Lichtmessgeräten ist deren präzise und rückführbare Kalibrierung. Das BTS2048-UV wird im Prüflabor der Gigahertz-Optik GmbH kalibriert, das für die Messgrößen Spektrale Empfindlichkeit und Spektrale Bestrahlungsstärke als Kalibrierlabor gemäß ISO/IEC 17025 durch die DAkkS akkreditiert ist (D-K-15047-01-00). In die Kalibrierung wird das jeweilige Zubehör eingeschlossen. Jedes Gerät wird mit einem Kalibrierzertifikat ausgeliefert.


S-BTS2048 Software für das BTS2048-UV


Allgemein | |||||||||
Kurzbeschreibung | UV optimiertes TE gekühltes CCD Spektralradiometer mit großem Dynamikbereich für CW- und Kurzzeitmessungen von Bestrahlungsstärke, Spektrum und Spitzenwellenlänge. Zubehör für weitere Messgrößen. |
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Hauptmerkmale | Kompaktes Messgerät. Bi-Tec-Detektor mit back-thinned CCD-Diodenarray (2048 Pixel, 0,8 nm optische Auflösung, elektronischer Shutter) und SiC-Fotodiode. Optische Bandbreitenkorrektur (CIE214). Filterrad mit Blende und Kantenfilter. Eingangsoptik mit Streuscheibe. Cosinus-Blickfeldfunktion. |
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Messbereich | Spektral: 3E-5 W/(m²nm) bis 3E4 W/(m²nm) @325nm. Empfindlichkeit von 190 nm bis 430 nm. Integral: 2E5 W/m² bis Rauschlevel bei 5E-3 W/m² |
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mögliche Anwendungen | Diodenarray Spektralradiometer für Entwicklungsaufgaben. Baugruppe zur Integration in Prüfsysteme für Frontend- und Backend-LED-Testung. |
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Kalibrierung | Werk-Kalibrierung. Rückführbar auf PTB-Kalibrierstandards. |
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Produkt | |||||||||
mögliche Anwendungen | Lichtmessgerät für spektrale Bestrahlungsstärke, Erythem, etc. |
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Messgrößen | Spektrale Bestrahlungsstärke (W/(m² nm)), Bestrahlungsstärke (W/m²), Peak-Wellenlänge, Zentrums-Wellenlänge, Schwerpunkts-Wellenlänge. Option Ulbrichtsche Kugel: zusätzlich spektrale Strahlungsleistung (W/nm) und Strahlungsleistung (W) |
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Eingangsoptik | Eingangsdiffusor mit Cosinus angepasstem Blickfeld (f2 ≤ 3 %) |
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Filterrad | 4 Positionen (Offen, Zu, optische Filter). Nutzung zur ferngesteuerten Dunkelstrommessung und zur Streulichtunterdrückung. |
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BiTec | Parallele Messung mit Diode und Array ist möglicht, dadurch kann eine Linearitätskorrektur des Arrays durch die Diode sowie eine onlinekorrektur der spektralen Fehlanpassung der Diode a*(sz(λ)) bzw. F*(sz(λ)) erfolgen. |
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Kalibrierunsicherheit | Spektrale Bestrahlungsstärke
Spektrale Bestrahlungsstärkeempfindlichkeit (200 - 430) nm |
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Messverfahren | Standard Messmodus: 200 nm bis 430 nm Messmodus in dem Streulicht außerhalb des Messbereichs korrigiert wird (OoR SLC): 200 nm bis 430 nm Streulicht korrigierter Bandpass Messmodus (BP SLC): 300 nm bis 386 nm |
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Spektraler Detektor | |||||||||
Integrationszeit | 2 μs - 60 s *1 |
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Spektralbereich | (190 - 430) nm |
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Optische Bandbreite | 0,8 nm |
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Pixelauflösung | ~0,13 nm/Pixel |
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Pixelanzahl | 2048 |
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Chip | hochsensitiver Back-thinned CCD Chip, einstufig gekühlt (1TEC) |
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ADC | 16bit (25ns Instruktion Zyklus Zeit) |
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Spitzenwellenlänge | ± 0,05 nm |
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Bandpasskorrektur | mathematische Online Bandpasskorrektur wird unterstützt |
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Linearität | vollständig lineararisierter Chip >99,6 % |
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Streulicht | Out of Bound Methode < 1E-4 *3 |
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Basislinienrauschen | 5 cts *4 |
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SNR | 5000 *5 |
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Dynamikbereich | >9 Größenordnungen |
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spektrale Empfindlichkeit | (3E-4 - 3E4) W/(m²nm) @325nm *6*7 |
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typische Messzeit | W/m² einer Halogen Lampe von (250 - 400) nm
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Integraler Detektor | |||||||||
Filter | Mathematische Anpassung der Empfindlichkeit an Rechtecks-Funktion von 220 nm bis 360 nm (SMCF On-line Korrektur der radiometrischen Anpassung mit den gemessenen spektralen Daten).* *Die spektrale Empfindlichkeit der Diode entspricht nicht der Rechtecks-Funktion (mit optischen Filtern nicht derart präzise möglich). Bei Messungen von Strahlern mit einem vom Kalibrierspektrum des integralen Detektors abweichenden Spektrum (UV LED, Peak bei 405 nm), wird das Messergebnis mittels SMCF Korrigiert. Die Unsicherheit dieser Korrektur hängt von der Qualität des gemessenen Spektrums (Rauschen) sowie der Größe des Korrekturfaktors ab (Spektralbereich). |
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Messzeit | (0,1 - 6000) ms |
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Messbereich | Sieben (7) Messbereiche mit transzendenter Offset-Korrektur |
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Kalibrierung | Bestrahlungsstärke ± 6 % *10 |
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Messbereich | (5E-3 - 2E5) W/m² *11
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Graphen | |||||||||
spektrale Empfindlichkeit | |||||||||
f2 (cos getreue Bewertung) | |||||||||
Sonstiges | |||||||||
Mikroprozessor | 32 bit zur Gerät- 16 bit zur CCD- und 8 bit zur Fotodioden-Steuerung |
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Schnittstelle | USB V2.0, Ethernet (LAN UDP Protocol), RS232, RS485 |
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Datenübertragung | Richtwerte für 2048 Float Arraywerte Ethernet 7 ms, USB 2.0 140 ms |
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Signal Eingänge | 2x (0 - 25) VDC, Optokoppler isoliert 5 V / 5 mA |
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Signal Ausgänge | 2x open collector, max. 25 V, max. 500 mA |
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Triggerung | Trigger-Eingang vorhanden (verschiedene Optionen, fallende/steigende Flanke, Verzögert, etc.) |
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Software | Anwendersoftware S-BTS2048 |
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Spannungsversorgung | Mit Netzteil: DC Input 5 V (±10 %) bei 700 mA |
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Abmessungen | 103 mm x 107 mm x 52 mm (Länge x Breite x Höhe) |
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Gewicht | 500 g |
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Befestigung | Stativgewinde und M6 Frontadapter: UMPA-1.0-HL geeignet für Ulbrichtkugel Portframe UMPF-1.0-HL |
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Temperaturbereich | Lagerung: (-10 bis 50) °C Anwendung: (10 bis 30) °C *9 |
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Info | *1 Es wird empfohlen, bei jeder Integrationszeitänderung eine neue Dunkelmessung durch zuführen. *2 Typischer Wert. Die Unsicherheit der dominanten Wellenlänge ist von der spektralen Verteilung der LED abhängig *3 typischer Wert, gemessen 100 nm links neben dem Peak einer kaltweißen breitbandigen LED mit einer tiefblauen Pump-LED *4 *5 typischer Wert gemessen ohne Mittelung bei einer Messzeit von 4ms und Vollaussteuerung des Arrays. Mit Mittelung steigt das S/N bzw. fällt das *6 Minimum bei S/N von 500/1. Maximum bei Vollaussteuerung. *7 Bestrahlung nur für sehr kurze Zeit zulässig um thermischen Schaden zu vermeiden *8 Bei der USB Versorgung ist aufgrund des geringeren Ladestroms kein Ethernet verfügbar *9 Gerät benötigt zur Temperaturstabilisierung in etwa 25min. Wird in der Warmlaufphase oder unter nicht konstanten Temperaturen gemessen, so ist *10 Mit a(Z) Korrektur bei einer Deuteriumlampe *11 Bei einer Deuteriumlampe. Maximale Bestrahlung nur für kurze Zeit erlaubt.
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Option: 80mm Ulbrichtkugel (UMBB-80) | |||||||||
spektrale Empfindlichkeit |
Typ | Beschreibung | Datei-Typ | Download |
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Datenblatt | BTS2048-UV | ||
BTS2048-Serie | BTS2048 'Not just another spectrometer' Broschüre (English) |
Produktname | Produktbild | Beschreibung | Zum Produkt |
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S-SDK-BTS2048 | ![]() |
Software Development Kit für BTS2048 Varianten. | |
GB-GD-360-RB40 | ![]() |
Goniometer für die Vermessung von 2π-Strahlern. Features: Messung der Lichtstärke- und Strahldichteverteilung sowie Lichtstrom und Strahlungsleistung von kompakten Spotstrahler und Leuchtdioden. Messabstand 100 mm bis 2000 mm. Fernsteuerung. Optionen: Lichtmessgeräte, Anwender-Software, etc. |