Gigahertz Optik 光譜輻射儀 BTS2048-VL

多功能超高速和高質量 LED 分光輻射儀

?Bi-Tec 傳感器*：雙傳感器，測量更準確

?用于 LED 閃光燈合并的測光表

?測量時間非常短（電子快門），高動態范圍（濾光片轉輪）

?觸發輸入和輸出、以太網和 USB，用于快速數據傳輸

?帶有漫射器的直接輸入光學元件，用于照度和光譜輻照度。可通過積分球進行擴展，以實現光通量和光譜輻照度。

Gigahertz Optik 光譜輻射儀 BTS2048-VL

現代多功能陣列光譜儀的要求

在評估陣列光譜儀系統是否適合絕對測量光輻射參數時，需要考慮許多因素。例如，只有使用具有寬動態范圍的陣列探測器才能測量具有不同額定功率的燈。精確、絕對的測量要求光譜輻射儀的整個動態范圍完-全線性化，并且還需要準確、可追溯的校準。如果電子控制的動態范圍（由積分時間設置）不夠，則需要額外的衰減濾波器。濾光片選擇器必須具有機械強度，以確保測量系統的長期穩定性。對于時間要求嚴格的應用，例如脈沖模式下的 LED 分檔，電子控制的動態范圍必須足夠大，以避免在測量過程中耗時地更換濾光片。對于絕對測量，CCD 的自動暗信號調整是最有益的。用于前端和后端 LED 分檔的光譜輻射儀必須與在脈沖模式下運行的測試 LED 實現測量的精確同步，這需要合適的觸發接口和快速數據讀出。 閃光測量，即在光脈沖內進行測量，需要電子快門，在觸發測量之前對所有像素進行瞬時 （ns） 零設置。光通量、發光強度和發光強度分布的測量需要額外的附件組件，例如積分球、發光強度透鏡和測角儀。與這些入口光學附件的可重復接口至關重要。 將光譜輻射儀直接安裝到附件設備上有助于避免柔性光導連接的影響。顏色測量的要求包括根據 CIE 13.3、CIE 15 和 TM-30-20（在舊版本中為 TM-30-18 和 TM-30-15）、CIE224 進行精確計算。對于 LED 和半導體行業的應用，系統還必須符合 CIE S025 和 LM-79-08 標準。

BTS2048-VL，帶 BiTec 探測器的二極管陣列光譜儀

BTS2048-VL 滿足高-端陣列光譜儀的所有要求，盡管采用尖-端設計，但價格也很優惠。

*其獨-特功能之一是 Gigahertz-Optik 開發的創新 BiTec 傳感器 ，該傳感器由 V（lambda） 濾波硅光電二極管和光譜輻射計單元組成。這使得它非常線性、穩定和快速，因此是更高測量精度的保證，而沒有任何缺點。兩個傳感器都可以獨立使用，傳感器的相互校正有利于精度、速度和多功能性（參見 BTS 技術文章）。

帶有電子快門的完-全線性化 2048 像素 CCD 探測器允許 2 μs 到 4 s 的積分時間，并提供極寬的動態范圍，而無需額外的衰減濾波器。這比較小的儀器提供的常見毫秒積分時間高出三個數量級。TEC 冷卻光譜輻射儀 （BTS2048-VL-TEC） 提供了更寬的動態范圍。此變體的積分時間范圍為 2 μs 至 60 s。2 nm 光帶寬可確保在 280 nm 至 1050 nm（0.4 nm/像素）范圍內實現準確的光譜測量值。還實施了符合 CIE 214 的數學帶寬校正，用于測量值的自動校正。硅光電二極管在其動態范圍內表現出極-高的線性度。這使它們成為 BiTec 探測器內 CCD 線性化的理想選擇（參見 BTS 技術文章）。持續測量二極管也可用于同步 PWM 信號的測量。這使得使用 BTS2048-VL 自動記錄絕對光譜數據成為可能，由于積分時間的原因，這對于沒有 BiTec 傳感器的傳統光譜輻射儀來說非常困難。此外，配備光度濾光片 （CIE V-lambda） 的硅光電二極管可以獨立于 CCD 使用。因此，該設備可用于對非常微弱的信號進行快速測量，這使得 BTS2048-VL 非常適合集成到測角儀和其他系統中。在這種情況下，BiTec 技術的另一個優勢是能夠使用光譜數據集成二極管光譜失配 （f1'） 的在線校正。 盡管 BTS2048-VL 光譜輻射儀的尺寸僅為 103 mm x 107 mm x 52 mm（長 x 寬 x 高），但它有一個遙控濾光輪，帶有一個 OD1 和 OD2 衰減濾光片，以及一個用于暗測量的快門。

前端和后端 LED 分檔應用

BTS2048-VL 非常適合工業前端和后端 LED 分檔應用。其基于背照式 CCD 的光譜儀在觸發測量之前集成了所有像素的電子零點設置功能。當測試 LED 在脈沖電流模式下運行時，電子快門和測量觸發可以通過觸發端口與電源同步。強大的微處理器只需 7 ms 即可通過快速 LAN 接口將完整的數據集傳輸到系統計算機。

直接安裝，無需使用導光板

BTS2048-VL 光譜儀具有擴散窗口，因此可用于測量輻照度/照度，包括光譜、色度和顯色指數，無需任何輔助設備。借助漫射窗口，BTS2048-VL 還可以直接安裝在積分球、亮度透鏡（根據 CIE 127）和測角儀等附件上，以測量光通量、發光強度和發光強度分布。Gigahertz-Optik 還為帶光導的應用提供 BTS2048-VL-F。

用戶軟件和開發人員軟件

標準的 S-BTS2048 用戶軟件具有可定制的用戶界面，非常易于使用。它具有大量的顯示和功能模塊，當使用 Gigahertz-Optik GmbH 的相應附件配置 BTS2048-VL 時，可以激活這些模塊。

建議使用 S-SDK-BTS2048 開發人員軟件將 BTS2048-VL 集成到客戶自己的軟件中。

校準

光度測量設備的一個基本質量特征是其精確和可追溯的校準。BTS2048-VL 由 Gigahertz-Optik 的校準實驗室進行校準，該實驗室的光譜響應度和光譜輻照度根據 ISO/IEC 17025 進行了 DAkkS （D-K-15047-01-00） 的認可。校準還包括相應的附件組件。每臺設備都附有相應的校準證書。

常規

簡短描述

高速光譜輻射儀，具有寬動態范圍，適用于輻照度/照度、光譜、發光顏色和顯色指數的連續和脈沖測量。用于測量其他參數的附件

主要特點

緊湊的設備。BiTec 探測器，帶背照式 CCD（2048 像素，2 nm 光學帶寬，電子快門）和帶 V（lambda） 濾光片的硅光電二極管。光帶寬校正 （CIE214）。帶有快門和衰減濾鏡的濾鏡輪。具有余弦視野的漫射器窗口的輸入鏡頭。自動 PWM 同步

測量范圍

光譜：300 nm 至 1050 nm，1 lx 至 3E8 lx（低飽和度白光 LED 的最小水平）

積分：光度 360 nm 至 830 nm，0.1 lx 噪聲信號高達 3E8 lx

典型應用

用于設計應用的 CCD 光譜輻射儀。用于集成到前端和后端 LED 分檔測試系統中的模塊。

校準

工廠校準。可追溯至國際校準標準

產品

測量數量

光譜輻照度 （W/（m2 nm））、輻照度 （W/m2）、照度 （lx）、光譜輻射強度 （W/（sr nm））、輻射強度 （W/sr）、發光強度 （cd）、主波長、峰值波長、中心波長、質心波長、x、y、u'、v'、X、Y、Z、delta uv、色溫、顯色指數 （CRI） Ra、R1-R15、TM-30-20、CIE224、CQS、CIE170 等。可選積分球：額外光譜通量 （W/nm） 和光通量 （lm）可選測角儀：額外輻射強度 （W/sr） 分布和發光強度 （cd） 分布

傳感器

精度等級 B 符合 DIN 5032 和 CIE No. 69 標準

精度等級 A，f1'、u、f3 和 f4，符合 DIN 5032 和 CIE No. 69

輸入光學元件

擴散器，余弦校正視野 （f2 ≤ 3 %）

濾光片轉盤

4 個位置（打開、關閉、OD1、OD2）。用于遠程暗電流測量和動態范圍擴展。

比特克

可以使用二極管和陣列進行并行測量，從而通過二極管對陣列進行線性校正，并通過 a*（sz（λ）） 分別通過 F*（sz（λ）） 在線校正二極管的光譜失配。

光譜檢測器

校準不確定度

光譜輻照度

λu（k=2）

（300 - 304） 納米：± 7 %

（305 - 349） 納米：± 5 %

（350 - 399） 納米：± 4.5 %

（400 - 780） 納米：± 4 %

（781 - 1030） 納米：± 4.5 %

（1031 - 1050） 納米：± 5.5 %

光譜輻照度響應度 （280 - 1050） nm。標準校準 （350 - 1050） nm，可選推薦校準 （300 - 1050） nm。BTS2048-VL-TEC 可實現全系列。

光譜范圍

（280 -1050） nm，參見校準限制

光帶寬

2 納米

像素分辨率

~0.4 nm/像素

像素數

2048

芯片

高靈敏度背照式 CCD 芯片

模數轉換器

16 位（25 ns 指令周期時間）

峰值波長

±0.2 納米

主波長

±0.5 納米 *2

Δy Δx 不確定度

±0.0015 （標準光源 A）

±0.0020 （普通 LED）

重復性 Δx 和 Δy

±0.0001

ΔCCT

標準光源 A 30K;LED 高達 1.5% ±，具體取決于 LED 光譜

帶通校正

支持數學在線帶通校正

線性

完-全線性化芯片 >99.6%

雜散光

2E-4*3

基線噪聲

5 克拉 *4

信 噪 比

5000        *5

動態范圍

>9 星等

光譜輻照度響應范圍

（2E-5 - 2E5）W/（m2nm）*6*7

CRI （顯色指數）

Ra 和 R1 至 R15

典型測量時間

10lx    2,5s      *10

100lx 250 毫秒 *10

1000lx    25ms      *10

積分時間

2 μs - 4 s *1

集成檢測器

濾波器

光譜響應度與精細的 CIE 光度匹配。通過光譜測量數據在線校正光度匹配（光譜不匹配因子校正）。

測量時間

20 微秒 - 6000 毫秒

范圍上升時間 （10 – 90） %

0,1,250 微秒

3,4,565 微秒

6,7,81.5 毫秒

測量范圍

九 （9） 個測量范圍，具有卓-越的偏移校正功能

測量范圍

最小可測量照度值（二極管）：0.1 lx *11

最大可測照度值（二極管）：3E8 lx *12

校準

照度 ± 2.2 %

f1' （光譜失配）

≤6% （未校正）

≤1.5% （f1' a*（sz（λ）） 分別為 F*（sz（λ）） 由光譜數據校正，由 BTS 技術自動完成）

模數轉換器

16 位

圖

光譜響應度

雜項

微處理器

32 位設備控制，16 位 CCD 陣列控制，8 位光電二極管控制

接口

USB V2.0、以太網（LAN UDP 協議）、RS232、RS485

數據傳輸

標準，通過以太網 7 毫秒，通過 USB 2.0 140 毫秒，2048 個浮點數組值

輸入接口

2 個 （0 - 25） VDC，1 個光耦合器隔離 5 V / 5 mA

輸出接口

2 個集電極開路，最大 25 V，最大 500 mA

觸發

包含觸發輸入（不同選項、上升沿/下降沿、延遲等）

軟件

用戶軟件 S-BTS2048

可選的軟件開發套件 S-SDK-BTS2048，用于基于 C、C++、C# 或 LabView .dll 的用戶軟件設置。

電源

帶電源：直流輸入 5V （±10 %），700 mA

帶 USB 總線 （500mA） *8

尺寸

103 毫米 x 107 毫米 x 52 毫米（長 x 寬 x 高）

重量

500 克

安裝

三腳架和 M6 螺紋

前適配器 UMPA-1.0-HL，用于積分球端口框架 UMPF-1.0-HL

溫度范圍

儲存：（-10 至 50）°C

作：（10 至 30）°C *9

信息

*1 建議對積分時間的每次變化執行新的暗信號測量

*2 典型值，主波長的不確定性取決于 LED 的光譜分布

*3 典型值，在冷白寬帶 LED 峰值左側 100nm 處測量

*4 *5 典型值，在 4ms 測量時間和陣列的滿量程控制下，未取平均值測量。平均導致 S/N 的二次增長

即基噪聲的二次下降，例如，平均到系數 100 會使 S/N 提高 10 倍

*6 最小 500/1 S/N. 滿量程控制時最大。

*7 為避免熱損傷，僅允許短時間照射

*8 在 USB 連接期間，由于電流供應有限（例如沒有以太網），并非所有功能都可用

*9 設備需要保持溫度約 25 分鐘。如果在預熱階段進行測量，或者在不同的溫度下進行測量，則每次測量都需要進行暗信號測量。在高溫和最大積分時間下，可以使用降低的動態。

*10 次白光 LED 測量和 20000 次（信號暗）飽和度<

*11 2 秒測量時間時，最敏感測量范圍內噪聲的標準偏差，典型值為 1E-2 lx

*12 使用 OD2 濾光片時，由于熱損傷，僅允許非常短的照明時間

選項：150mm 積分球 （UMBB-150）

光譜輻射通量響應范圍（光譜測量）

（5E-8 - 5E2）W/nm 波長

光通量測量范圍（積分測量）

（3E-5 - 1E5） 流明

球體直徑

150 毫米

典型測量時間

使用 20000 cts 進行測量：

1 流明 80 毫秒

10 流明 8 毫秒

100 流明 800 微秒

通過 5000 cts 和降噪優化測量時間：

10 流明 2 毫秒

校準

光通量： ± 4 %

光譜輻射功率：

（350 - 399） 納米：OD0： ± 8 %OD1： ± 10 %OD2： ± 10 %

（400 - 800） 納米：OD0： ± 4.5 %OD1： ± 4.5%OD2： ± 4.5 %

（801 - 1000） 納米：OD0： ± 6.5 %OD1： ± 6.5 %OD2： ± 6.5 %

（1001 - 1050） 納米：OD0： ± 8 %OD1： ± 10 %OD2： ± 10 %

光譜輻射功率響應度 （350 - 1050） nm

選項：210mm 積分球 （UMBB-210）

光譜輻射通量響應范圍（光譜測量）

（1E-7 - 1E3）W/nm 波長

光通量測量范圍（積分測量）

（7E-5 - 2E5） 流明

球體直徑

210 毫米

典型測量時間

使用 20000 cts 進行測量：

1 流明 160 毫秒

10 流明 16 毫秒

100 流明 1600 微秒

通過 5000 cts 和降噪優化測量時間：

10 流明 4 毫秒

校準

光通量： ± 4 %

光譜輻射功率：

（350 - 399） 納米：OD0： ± 8 %OD1： ± 10 %OD2： ± 10 %

（400 - 800） 納米：OD0： ± 4.5 %OD1： ± 4.5%OD2： ± 4.5 %

（801 - 1000） 納米：OD0： ± 6.5 %OD1： ± 6.5 %OD2： ± 6.5 %

（1001 - 1050） 納米：OD0： ± 8 %OD1： ± 10 %OD2： ± 10 %

光譜輻射功率響應度 （350 - 1050） nm

選項：1000mm 積分球 （UMTB-1000-HFT）

光譜輻射通量響應范圍（光譜測量）

（2E-6 - 2E4）W/nm 波長

光通量測量范圍（積分測量）

（1E-3 - 4E6） 流明

球體直徑

1000 毫米

典型測量時間

使用 20000 cts 進行測量：

10 流明 450 毫秒

100 流明 45 毫秒

1000 流明 4.5 秒

通過 5000 cts 和降噪優化測量時間：

10 流明 112 毫秒

校準

光通量： ± 4 %

光譜輻射功率：

（350 - 399） 納米：OD0： ± 8 %OD1： ± 11 %OD2： ± 11 %

（400 - 800） 納米：OD0： ± 4.5 %OD1： ± 5 %OD2： ± 5 %

（801 - 1000） 納米：OD0： ± 6.5 %OD1： ± 7 %OD2： ± 7 %

（1001 - 1050） 納米：OD0： ± 8 %OD1： ± 11 %OD2： ± 11 %

光譜輻射功率響應度 （350 - 1050） nm

選項：測角儀 （GB-GD-360-RB40）

光譜輻射強度響應度范圍

（1E-5 - 1E5）W/（sr nm） ;1m 測量距離

發光強度測量范圍（積分測量）

（1E-1 - 3E8） cd ;1m 測量距離

校準

發光強度： ± 4 %

光譜輻射強度：

（350 - 399） 納米：OD0： ± 7 %OD1： ± 8 %OD2： ± 9 %

（400 - 800） 納米：OD0： ± 4 %OD1： ± 4 %OD2： ± 4 %

（801 - 1000） 納米：OD0： ± 6 %OD1： ± 6 %OD2： ± 6 %

（1001 - 1050） 納米：OD0： ± 7 %OD1： ± 8 %OD2： ±9 %

光譜輻射強度響應度 （350 - 1050） nm

選件：ILED-B （CP-ILED-B-IS-1.0-HL）

光譜輻射強度 （ILED-B） 響應度范圍（光譜測量）

（5E-7 - 5E3）W/nm 波長

測量范圍 ILED-B（積分測量）

（3E-4 - 1E6） 光盤

校準

發光強度 ILED-B： ± 4 %

光譜輻射強度 ILED-B：

（350 - 399） 納米：OD0： ± 7 %OD1： ± 8 %OD2： ± 9 %

（400 - 800） 納米：OD0： ± 4 %OD1： ± 4 %OD2： ± 4 %

（801 - 1000） 納米：OD0： ± 6 %OD1： ± 6 %OD2： ± 6 %

（1001 - 1050） 納米：OD0： ± 7 %OD1： ± 8 %OD2： ± 9 %

光譜輻射強度響應度 （350 - 1050） nm