Hogyan tervezték a fűtőlemezeket a LED és a lézerdióda tesztelésének hőkezelésére?

A LED vagy lézerdióda optikai kimenete hőmérsékletfüggő. Ezeknek az eszközöknek a teszteléséhez pontos, sziklastabil hőmérsékleten kell tartani őket a fény mérése közben, és ehhez fűtési fokozatra van szükség. A lemez hőmérsékletének bármilyen ingadozása az eszköz teljesítményének eltolódásaként figyelhető meg, ezért a hőstabilitás az egyik fő korlát az optikai jellemzési rendszerekben.

Az optoelektronikai tesztelés termikus követelményei
A fűtőlap LED-lézerdióda tesztelési környezetét úgy fejlesztették ki, hogy utánozza a valódi működési körülményeket anélkül, hogy hőhatásokat okozna. Általában az eszközt 25 és 100 fok közötti szabályozott hőmérsékleti tartományban jellemzik, ahol a hőmérséklet apró változásai is módosíthatják a hullámhosszt, a hatásfokot vagy a kimeneti teljesítményt.

Ennek az érzékenységnek köszönhetően a fűtési fokozat a metrológiai{0}}minőségű hőreferencia, nem pedig alapvető hőmérsékleti forrás.

Lapszerkezet és hőmérséklet-szabályozási stratégiák
Az optikai tesztrendszerekben a fűtőlapok többsége alumíniumból készül, amelynek nagy a hővezető képessége. Ez gyors oldalirányú hőterjedéshez és a helyi forró foltok csökkenéséhez vezet.

A legfontosabb tervezési jellemzők a következők:

Beépített RTD vagy precíz termisztor érzékelők a zárt hurkú szabályozáshoz

Optimalizált több{0}}zónás fűtőberendezések hőszimulációval

Az eszköz érintkezési feltételei konzisztensek, kezelje a felület síkságát a fenntartása érdekében

A vezérlőrendszereket általában úgy állítják be, hogy ±0,1 fok és ±0,2 fok közötti stabilitást biztosítsanak az aktív területen. Ez a szigorú szabályozás biztosítja, hogy a mért optikai ingadozások a készülékből származzanak, és ne a vizsgálóberendezésből.

Optikai kompatibilitás és felülettervezés
A fűtőfelület gyakran bevonattal van ellátva, hogy minimálisra csökkentsék a visszaverő képességét, hogy megakadályozzák az optikai mérésekkel való interferenciát. A feketére eloxált vagy bevont felületeket gyakran használják a szórt tükröződések minimalizálására, amelyek torzíthatják a fotometriai méréseket.

A vizsgált eszközök közvetlenül a fűtött felületre vannak rögzítve a szondaállomásokon és az integráló gömbkonfigurációkban. Következésképpen egyesítenie kell a termikus homogenitást és az optikai semlegességet.

Az érzékeny lencsék, detektorok és optikai bevonatok szennyeződésének elkerülése érdekében az alacsony-gázkibocsátó anyagokat is előírják.

Elektromos és elektromágneses vonatkozások
Az EMI zajt okozhat a rendkívül érzékeny optikai mérőberendezésekben. Ez jól szabályozott fűtőberendezéshez vezet:

Előnyben részesítik az egyenáramú rezisztív fűtőelemeket

A kapcsolóüzemű teljesítménymoduláció szigetelt vagy minimalizált.

A mérőműszereket földelési stratégiák segítségével izolálják

A fűtőasztal minden fotometriai mérés során észrevétlenül együttműködik, folyamatosan működik anélkül, hogy az elektromos vagy optikai jeleket befolyásolná.

Tervezési pillanatfelvétel: Szabványos LED-es hőmérő tokmány
A precíziós termikus tokmány tipikus konfigurációja LED és lézerdióda teszteléséhez a következő:

Lapozott kivitelű alumínium lemez

Két- vagy négyzónás rezisztív fűtőelemek

Platina RTD érzékelő (A osztály vagy magasabb)

PID-vezérlő finomhangolással a 0,1 fok alatti stabilitás érdekében

Felületkezelés az optikai semlegesség érdekében (feketítés)

Alacsony gázkibocsátású szigetelőrétegek és tartószerkezet

Ez a kombináció reprodukálható és nyomon követhető hőviszonyokat tesz lehetővé az optikai eszközök jellemzéséhez.

Stabilitási célok és teljesítménykövetelmények
A hőmérsékleti homogenitást általában ±0,2 fokon tartják a teljes aktív területen. Ilyen szintű ellenőrzés szükséges annak biztosítására, hogy a térbeli különbségek ne alakuljanak át mérési bizonytalansággá.

A termikus gradienseket a következők csökkentik:

A fűtés távolsága optimalizálva.

Anyag nagy vezetőképességű hordozóhoz

Több-zónás visszacsatolásvezérlés

A hőmérséklet bármilyen változása lehetséges mérési hibának minősül, nem pedig a folyamat változásának.

Összegzés
A LED- és lézerdiódák teszteléséhez használt fűtőlemezek precíziós hőmérők, nem csak melegítők. A fotometriai és elektromos jellemzés eredményeinek megbízhatósága közvetlenül függ attól, hogy képesek-e rendkívül stabil, homogén és optikailag megfelelő hőmérsékleti viszonyokat fenntartani.

Vizsgálati és mérési környezetben a hőszabályozási rendszereknek sokkal pontosabbaknak kell lenniük, mint a vizsgált készüléknek, hogy a mért teljesítményt az eszköznek, és ne a környezet változásainak tulajdoníthassuk.