Kako so grelne plošče zasnovane za termično upravljanje LED in testiranje laserskih diod?

Optični izhod LED ali laserske diode je odvisen od temperature. Za preizkušanje teh naprav jih je treba med merjenjem njihove svetlobe držati pri natančni, stabilni temperaturi, kar zahteva stopnjo segrevanja. Vsako nihanje temperature plošče se opazi kot premik delovanja naprave, zato je toplotna stabilnost ena glavnih omejitev v sistemih za optično karakterizacijo.

Toplotne zahteve za optoelektronsko testiranje
Testno okolje z LED lasersko diodo grelne plošče je razvito za posnemanje resničnih delovnih okoliščin brez povzročanja toplotnih artefaktov. Običajno je naprava označena v reguliranem temperaturnem območju od 25 do 100 stopinj, kjer lahko že majhne spremembe temperature spremenijo valovno dolžino, učinkovitost ali izhodno moč.

Zaradi te občutljivosti se grelna stopnja obravnava kot toplotna referenca-meroslovnega razreda namesto osnovnega vira temperature.

Konstrukcija pločevine in strategije nadzora temperature
V optičnih testnih sistemih je večina grelnih plošč izdelanih iz aluminija, ki ima visoko toplotno prevodnost. To vodi do hitrega bočnega širjenja toplote in zmanjšanja lokaliziranih vročih madežev.

Glavne značilnosti oblikovanja so:

Vgrajeni senzorji RTD ali natančni termistorji za nadzor zaprte zanke

Optimizirane zasnove več{0}}conskega grelnika s toplotno simulacijo

Pogoji stika z napravo dosledni, vzdržujte ravnost površine

Nadzorni sistemi so običajno nastavljeni tako, da zagotavljajo stabilnost od ±0,1 stopinje do ±0,2 stopinje na aktivnem območju. Ta strogi predpis zagotavlja, da vsako optično nihanje, ki se meri, izvira iz naprave in ne iz preskusne naprave.

Optična združljivost in inženiring površin
Površina grelnika je pogosto prevlečena, da se zmanjša njena odbojnost in prepreči motnje pri optičnih meritvah. Črno anodizirane ali prevlečene površine se pogosto uporabljajo za zmanjšanje potepuških odbojev, ki bi lahko izkrivili fotometrične meritve.

Preizkušane naprave so neposredno pritrjene na ogrevano površino v sondnih postajah in konfiguracijah integrirne krogle. Posledično mora združevati toplotno homogenost in optično nevtralnost.

Za preprečevanje kontaminacije občutljivih leč, detektorjev in optičnih prevlek so določeni tudi materiali z nizkim-odvajanjem plinov.

Električni in elektromagnetni vidiki
EMI lahko povzročijo hrup v zelo občutljivi optični merilni opremi. To vodi do dobro nadzorovane zasnove grelnika:

Prednost imajo enosmerni uporovni grelni elementi

Modulacija moči v stikalnem načinu je izolirana ali zmanjšana.

Merilni instrumenti so izolirani z uporabo ozemljitvenih strategij

Stopnja grelnika je neopazen sodelavec pri vsaki fotometrični meritvi, ki deluje nenehno, ne da bi vplivala na električne ali optične signale.

Posnetek zasnove: standardna LED preskusna toplotna vpenjalna glava
Tipična konfiguracija precizne toplotne vpenjalne glave za testiranje LED in laserskih diod je naslednja:

Aluminijasta plošča z lepljenim zaključkom

Dvo- ali štiriconski uporovni grelni elementi

Platinasti senzor RTD (razred A ali višji)

PID krmilnik s prilagajanjem za stabilnost pod 0,1 stopinje

Površinska obdelava za optično nevtralnost (črnenje)

Izolacijske plasti in podporna struktura z nizkim sproščanjem plinov

Ta kombinacija omogoča ponovljive in sledljive termične pogoje za karakterizacijo optične naprave.

Cilji stabilnosti in zahteve glede zmogljivosti
Temperaturna homogenost se običajno vzdržuje na ±0,2 stopinje po celotnem aktivnem območju. Takšen nivo nadzora je nujen za zagotovitev, da se prostorske razlike ne spremenijo v merilno negotovost.

Toplotni gradienti se zmanjšajo z:

Optimiziran razmik grelnikov.

Material za visoko prevodno podlago

Več{0}}conski povratni nadzor

Vsaka sprememba temperature se obravnava kot možna merilna napaka in ne sprememba v procesu.

Povzetek
Grelne plošče, ki se uporabljajo pri testiranju LED in laserskih diod, so natančni termični instrumenti, ne le grelci. Zanesljivost rezultatov fotometrične in električne karakterizacije je neposredno odvisna od njihove sposobnosti vzdrževanja izjemno stabilnih, homogenih in optično ustreznih temperaturnih pogojev.

V preskusnih in merilnih okoljih morajo biti sistemi toplotnega nadzora veliko bolj natančni od preskušane naprave, tako da je mogoče izmerjeno zmogljivost pripisati napravi in ​​ne spremembam v okolju.