Како су грејне плоче дизајниране за термичко управљање тестирањем ЛЕД и ласерских диода?

Оптички излаз ЛЕД или ласерске диоде зависи од температуре. Да би се тестирали ови уређаји, морају се држати на прецизној, стабилној температури док се мери њихова светлост, а то захтева степен загревања. Свака флуктуација температуре плоче се посматра као промена перформанси уређаја, стога је термичка стабилност једно од главних ограничења у системима оптичке карактеризације.

Термички захтеви за оптоелектронско испитивање
Окружење за тестирање ЛЕД ласерских диода са грејном плочом је развијено да имитира стварне радне околности без изазивања термичких артефаката. Обично се уређај карактерише преко регулисаног температурног опсега од 25 степени до 100 степени, где чак и мале промене температуре могу да модификују таласну дужину, ефикасност или излазну снагу.

Због ове осетљивости, степен грејања се сматра топлотном референтном{0}}метром уместо као основни извор температуре.

Конструкција плоча и стратегије контроле температуре
У оптичким системима за испитивање, већина грејних плоча је направљена од алуминијума, који има високу топлотну проводљивост. Ово доводи до брзог бочног ширења топлоте и смањења локализованих врућих мрља.

Главне карактеристике дизајна су:

Уграђени РТД или прецизни сензори термистора за контролу затворене петље

Оптимизовани дизајни грејача са више{0}} зона са термалном симулацијом

Услови контакта са уређајем су доследни, одржавајте равност површине

Контролни системи су обично подешени да обезбеде стабилност од ±0,1 степен до ±0,2 степена у активној области. Ова стриктна регулација осигурава да било која оптичка флуктуација која се мери долази од уређаја, а не од тест уређаја.

Оптичка компатибилност и површински инжењеринг
Површина грејача је често премазана да би се смањила њена рефлективност како би се спречиле сметње у оптичким мерењима. Црно елоксиране или обложене површине се често користе да би се минимизирале залутале рефлексије које би могле искривити фотометријска мерења.

Уређаји који се тестирају се директно причвршћују на загрејану површину у сондним станицама и интегришу конфигурације сфера. Због тога мора комбиновати топлотну хомогеност и оптичку неутралност.

Такође су наведени материјали са ниским{0}}издувавањем како би се избегла контаминација осетљивих сочива, детектора и оптичких премаза.

Електрични и електромагнетски аспекти
ЕМИ може довести до шума у ​​високо осетљивој оптичкој мерној опреми. Ово доводи до добро контролисаног дизајна грејача:

Предност имају ДЦ напајани отпорни грејни елементи

Модулација снаге у комутираном режиму је изолована или минимизирана.

Мерни инструменти су изоловани коришћењем стратегија уземљења

Степен грејача је неприметан сарадник у сваком фотометријском мерењу, који ради непрекидно без утицаја на електричне или оптичке сигнале.

Снимак дизајна: Стандардна ЛЕД тестна термичка глава
Типична конфигурација прецизне термалне стезне главе за тестирање ЛЕД и ласерских диода је следећа:

Алуминијумска плоча са завршном обрадом

Дво- или четворозонски отпорни грејни елементи

Платинум РТД сензор (класа А или виша)

ПИД контролер са подешавањем за стабилност испод 0,1 степена

Површинска обрада за оптичку неутралност (црњење)

Изолациони слојеви и потпорна конструкција са малим испуштањем гасова

Ова комбинација омогућава поновљиве и следљиве термичке услове за карактеризацију оптичког уређаја.

Циљеви стабилности и захтеви за перформансе
Температурна хомогеност се нормално одржава на ±0,2 степена у целој активној области. Такав ниво контроле је неопходан да би се обезбедило да се просторне разлике не претворе у мерну несигурност.

Топлотни градијенти се смањују за:

Оптимизован размак грејача.

Материјал за високо проводљиву подлогу

Контрола повратних информација у више{0} зона

Свака промена температуре сматра се могућом грешком мерења, а не променом процеса.

Резиме
Грејне плоче које се користе у тестирању ЛЕД и ласерских диода су прецизни термални инструменти, а не само грејачи. Поузданост резултата фотометријске и електричне карактеризације директно зависи од њихове способности да одржавају изузетно стабилне, хомогене и оптички погодне температурне услове.

У окружењима за тестирање и мерење, системи термичке контроле морају бити много прецизнији од уређаја који се тестира, тако да се измерене перформансе могу приписати уређају, а не променама у окружењу.