Разработка и исследование приборов для измерения оптических параметров и характеристик светодиодов

• Автор: Круглов, Олег Владимирович
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 152 с. : ил.

Оглавление диссертационной работы Страница

Введение
Глава 1. Обзор существующих методов II приборов для пзмере- 9 пня оптических параметров и характеристик светодиодов

1.1 Параметры и характеристики светодиодов и методы их измерений

1.2. Обзор методов и приборов для измерения оптических парамет-

ров и характеристик светодиодов

1.2.1. Гониометрический метод

1.2.2. Метод “интегрирующей сферы”

1.3. Обзор приборов и систем для измерения оптических параметров и

характеристик светодиодов

Глава 2. Исследовательские работы и разработанные приборы

2.1. Схемы разрабатываемых приборов
2.2. ФГ1У «интегрального» типа
2.2.1. Выбор приёмника оптического излучения для прибора
с «интегральным» ФПУ
2.2.2. Исследование возможности селекции ПОИ по их
сп ектральн ы м характеристи кам
2.2.3. Результаты исследований спектральных характеристик фото-
приемников
2.2.4.Теория, расчет и исследование корректирующих элементов 43 и систем оптического тракта ФПУ «интегрального» типа
2.3. ФПУ «спектрального» типа
2.3.1. Разработка и исследование требований к диспергирующему
устройству
2.3.2. Теория и расчет оптической схемы полихроматора
2.4. Приборы разработанные на основе проведенных исследований ■
2.4.1. Прибор на основе ФПУ «интегрального» Iипа
2.4.2. Прибор на основе спектрального ФПУ
2.5. Исследование недостатков гониометрических комплексов
2.5.1. Роль геометрии ПОИ, при сплошном сканировании индикат-
рис излучения СИД, на гониометрический комплексах
2.5.2. Общая концепция оптимизации гониометрического комплекса
для измерения параметров и характеристик СИД в пространстве
2.5.3. Модель гониометрического комплекса
Г лава 3. Расчёт погрешностей
3.1. Расчёт погрешностей прибора для измерения светового потока
3.1.1. Операции и средства калибровки при расчёте погрешности
3.1.2. Проверка нелинейности прибора
3.1.3. Проверка градуировки прибора
3.1.4. Расчет н систематической погрешности связанной с перехо- 85 дом от источника типа А (калибровка фотометрической головки) к спектру излучения светодиода для прибора с «интегральным» ФПУ

3.1.4.1. Методика проверки коррекции спектральной чувстви- 85 телыюсти для прибора
3.1.4.2. Расчёт поправочного коэффициента для приборас «ннте-
гралъным» ФПУ
3.1.5. Расчет погрешности вносимой интегрирующей сферой
3.2. Погрешность возникающая за счёт рассеянного (паразитного) из-
лучения в спектральном приборе ( полихроматоре)
3.3. Исследования аберраций иолихроматора
3.4. Температурное смещение и дефокусировка спектральных линий
3.5. Погрешность электронного измерительного канала
3.5.1. Физические процессы работы фотодиода
3.5.2. Анализ погрешностей электронного тракта приборов
3.6. Оценка суммарной погрешности разработанных приборов
Глава 4. Комплексы для оперативного измерения пространственных
световых характеристик СИД
4.1. Схемы построения
4.2. Типы световодов
4.3. Общие сведения по применению стекловолокна
4.3.1. Пример применения волокна для передачи изображения без его
преобразования
4.3.2. Передача изображения с его преобразованием из одной формы
в другую
4.4. 1 Ірохождение излучения через световоды
4.5. Светопроиускание световодов
4.6. Экспериментальный стенд
Заключение
Литература
Приложение
Приложение
Приложение

Введение
Актуальность работы
Повышенное внимание мирового сообщества к проблеме энергосохра-непия и использования электрической энергии не обошло стороной и нашу страну. В период 2009-2013гг. ведущие страны (Австралия, Великобритания, Евросоюз, Россия США) полностью откажутся от ламп накаливания. Правительством РФ рассматривается также возможность запрета с 2015 года компактных люминесцентных ламп.
Наиболее перспективными энергосберегающими источниками являются светоизлучающие диоды (СИД), которые обладают рядом преимуществ:
• «экологичность» (отсутствие ртути)
• большой срок эксплуатации
• эффективная и высокая световая отдача
• компактность и удобство монтажа
• широкий выбор оттенков
• низкий нагрев
• электрическая безопасность
• хорошая совместимость с сенсорными микропроцессорными системами управления
Обладая высокими техническими характеристиками, светодиодные светильники создают эффективное освещение.
По утверждению специалистов [1], в нашей стране производство светодиодного освещения во много раз более развито, чем в других странах. Так доля светодиодного освещения в России в 2008 году составила 3,5% от общего объёма рынка осветительной продукции, при среднегодовых темпах роста в 14%, что даже выше среднемировых показателей. Сейчас уже более 200 предприятий в нашей стране конкурируют на рынке светодиодной продукции.
В свою очередь для измерения основных параметров этих перспективных энергосберегающих источников оптического излучения требуются, доступные, надежные, серийно производимые измерительные приборы на уров-
Глава 2. Исследовательские работы и разработанные приборы
2.1. Схемы разрабатываемых приборов
Для решения задачи построения приборов для экспресс измерений полного светового потока предлагается использовать метод интегрирующей сферы в сочетании с «интегральным» или «спектральным» фотоприёмным, устройством. Структурная схема прибора с «интегральным» ФПУ, определяющая основные, функциональные части, их назначение и взаимосвязь показана на рисунок
Гх. —УУУХ ФПУ Блок Блок
> обработке У У уууДіФ » Ввода /
і і--'" вывода
Рисунок 13. Блок - схема прибора
Фотоприёмное устройство (ФПУ), является основной частью прибора для измерения оптического излучения. Оно должно отвечать ряду электрических и фотометрических требований, зависящих от области применения и назначения. При разработке и производстве приборов для измерения параметров излучения необходимо знание этих требований, их особенностей, трудностей создания и путей их преодоления. Фотоприемное устройство «интегрального» типа содержит, как правило, три части, показанные на структурной схеме ФПУ рисунок 14.
1- фотометрическш шар для выравнивания (перемешивания) пространственного спектра излучения СИД,
2 - коррипфующее устройство,
3-прнёмнпк оптического излучения
Рисунок 14. Структурная схема ФПУ «интегрального» типа