微型高分辨率光纖光譜儀在LED測(cè)量領(lǐng)域的應(yīng)用
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測(cè)試LED 各類光譜參數(shù)基本上有三種方法，一是用單色儀分光后進(jìn)行測(cè)量。二是把測(cè)量光用若干塊不同波長(zhǎng)的帶通濾光片過濾后到達(dá)光探測(cè)器，光探測(cè)器一般用光電倍增管和硅光電二極管。三是把測(cè)量光經(jīng)衍射光柵分光后到達(dá)線陣CCD 電荷耦合器件。前一種方法計(jì)量部門運(yùn)用較多，但測(cè)量時(shí)間較長(zhǎng)。后面面兩種方法主要用于便攜式光譜測(cè)試儀對(duì)LED 進(jìn)行多參數(shù)一次性快速測(cè)量，用同一結(jié)構(gòu)配置的硬件測(cè)量多個(gè)參數(shù)，測(cè)量精度高。利用荷蘭Avantes的光纖光譜儀可以監(jiān)測(cè)LED測(cè)量中的光強(qiáng)度（單位為μWatt/cm2/nm）、輻射量（μWatt/cm2, μJoule/cm2，μWatt 或μJoule）、光度量（Lux 或 Lumen）、色坐標(biāo)X, Y, Z, x, y,z, u, v 和色溫等十多個(gè)參數(shù)，例如：主波長(zhǎng)、純度、中心波長(zhǎng)、峰值波長(zhǎng)，質(zhì)心等。
2.光譜儀部分
2.1 儀器原理
荷蘭Avantes 公司的AvaSpec-2048 系列光纖光譜儀，采用對(duì)稱式光路設(shè)計(jì)，入射焦距和色散焦距都是75mm；包括光纖接頭（標(biāo)準(zhǔn)SMA 接口，也可以選擇其它類型的接口）、準(zhǔn)直鏡、衍射光柵、聚焦鏡和Sony ILX554B型2048 像素線陣CCD 探測(cè)器，波長(zhǎng)范圍200-1100nm，最高分辨率0.04nm，接口方面提供USB1.1 或USB2.0接口、RS-232 接口和I/O 數(shù)字/模擬接口。
圖 1 光學(xué)平臺(tái)
圖2 AvaSpec-2048 系列光纖光譜儀
2.2.1 外觸發(fā)功能
AvaSpec-2048FT 快觸發(fā)型光譜儀能夠在接受外觸發(fā)信號(hào)之后僅延遲1.3 μs 就開始采樣；該光譜儀還可以發(fā)出一個(gè)TTL 信號(hào)來觸發(fā)脈沖激光器，而且在AvaSoft 軟件中可以設(shè)置采樣開始時(shí)間與該激光脈沖之間的延遲（-42ns 至2.7 ms，步長(zhǎng)42 ns），-42 ns 的負(fù)延遲采樣時(shí)間的特性對(duì)測(cè)量脈沖激光器非常有用。
AvaSpec-2048FT 的這些特點(diǎn)使其適用于需要快速響應(yīng)和需要與外觸發(fā)信號(hào)精確同步的應(yīng)用領(lǐng)域（它的時(shí)間抖動(dòng)只有± 21 ns），例如傳送帶上的產(chǎn)品檢測(cè)等。而輸出TTL 信號(hào)的特性則可使其用于激光誘導(dǎo)擊穿光譜（LIBS）測(cè)量或熒光測(cè)量，這些應(yīng)用都要求激光脈沖發(fā)射一段時(shí)間之后開始采樣。
圖 3 外觸發(fā)時(shí)序圖
AvaSpec-2048FT 快觸發(fā)型光譜儀可以同時(shí)監(jiān)測(cè)最多8 個(gè)輸出參數(shù)隨時(shí)間的變化，如用戶定義的函數(shù)、積分、峰值（波長(zhǎng)，相對(duì)強(qiáng)度）等。函數(shù)可以用Visual-Basic 代碼編寫。時(shí)序測(cè)量的結(jié)果可以被存儲(chǔ)、載入或者打印?？s放和全景顯示功能可以把時(shí)序測(cè)量結(jié)果中感興趣的部分快速放大至全圖顯示。
評(píng)論