微型高分辨率光纤光谱仪在LED测量领域的应用

　　1 引 言

　　测试 LED 各类光谱参数基本上有三种方法，一是用单色仪分光后进行测量。二是把测量光用若干块不同波长的带通滤光片过滤后到达光探测器，光探测器一般用光电倍增管和硅光电二极管。三是把测量光经衍射光栅分光后到达线阵CCD电荷耦合器件。前一种方法计量部门运用较多，但测量时间较长。后面两种方法主要用于便携式光谱测试仪对LED进行多参数一次性快速测量，用同一结构配置的硬件测量多个参数，测量精度高。利用荷兰Avantes的光纤光谱仪可以监测LED测量中的光强度(单位为Candela)、辐射量(μWatt/cm2, μJoule/cm2，μWatt 或 μJoule)、光度量(Lux 或 Lumen)、色坐标X, Y, Z, x, y, z, u, v和色温等十多个参数，例如：主波长、纯度、中心波长、峰值波长，质心等。

　　2 光谱仪部分

　　2.1 仪器原理

　　荷兰Avantes公司的AvaSpec-2048光纤光谱仪采用对称式光路设计，入射焦距和色散焦距都是75mm;包括光纤接头(标准SMA 接口，也可以选择其它类型的接口)、准直镜、衍射光栅、聚焦镜和Sony ILX554B型 2 0 4 8 像素线阵 C C D 探测器，波长范围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 数字/模拟接口。

　　2.2 功能及特点

　　2.2.1 外触发功能

　　AvaSpec-2048光谱仪能够在接受外触发信号之后仅延迟1.3 μs就开始采样。此外，还可以发出一个TTL触发信号，且在软件中可以设置采样开始时间与该触发信号之间的延迟(-42 ns至2.7 ms，步长42 ns)，-42 ns的负延迟采样时间的特性对测量脉冲信号非常有用。

　　AvaSpec-2048的这些特点使其适用于需要快速响应和需要与外触发信号精确同步的应用领域(它的时间抖动只有± 21 ns)，例如传送带上的产品检测等。

　　2.2.2 历史通道功能

　　AvaSpec-2048光谱仪可以同时监测最多8个输出参数随时间的变化，如用户定义的函数、积分、峰值(波长，相对强度)等。函数可以用Visual-Basic Script代码编写。

　　2.2.3 独立测量功能

　　AvaSpec-2048光谱仪可以配置成进行独立测量工作而不必使用计算机。

　　USB2平台的AvaSpec-2048光谱仪添加了蓝牙(-BT)通信以及在板卡上存储光谱的 SDRAM 卡选项，能够实现远距离测量和传输(大于 300 米)以及长时间光谱数据存储。

　　2.2.4 多通道间同步测量

　　AvaSpec-2048 光谱仪可以配置成双通道或多通道(USB1.1平台最多8个，USB2.0平台最多128个)，由电路板上的微处理器控制，各通道间实现真正意义上的同步数据采集。每个通道均包括一个独立的光学平台。