04.12.2011
Um hohe UV-Bestrahlungsstärken zu messen, werden häufig SiC-Photodioden verwendet. Damit diese Photodioden in UV-Radiometern für hohe Bestrahlungsstärken eingesetzt werden können, sind allerdings umfangreiche Charakterisierungen nötig. Untersucht wurden neuartige SiC-Photodioden der Fa. sglux SolGel Technologies GmbH mit einer aktiven Fläche von jeweils 1mm². Zur Charakterisierung wurden sowohl ein Hg-Niederdruckstrahler und als auch ein Mitteldruckstrahler verwendet (Spektren siehe Bild 1). Der Mitteldruckstrahler mit einer nominellen elektrischen Leistung von 2 kW wurde zusätzlich eingesetzt, um die Photodioden zwar künstlich, aber dennoch anwendungsnah, zu altern. Die spektrale Empfindlichkeit der SiC-Photodioden vor und nach Alterung wurde am DSR-Messplatz (DSR: Differential Spectral Responsivity) bestimmt.
Während der Alterung der Photodioden mit dem Mitteldruckstrahler (ca. 93h Bestrahlungsdauer) war eine Abnahme des Photostromes um bis zu 2.2% zu beobachten (Bild 2). Bei der Charakterisierung mit dem Niederdruckstrahler zeigte sich dagegen eine maximale Abnahme im Photostrom von 4.7% (Bild 3). Dieses auf den ersten Blick unterschiedliche Verhalten kann durch den Einsatz der unterschiedlichen Strahler und der Änderung der spektralen Empfindlichkeit (Bild 4) der Photodioden erklärt werden.
Werden die Photodioden weiter mit dem Mitteldruckstrahler bestrahlt, so zeigen sich keine weiteren signifikanten Änderungen, so dass diese nach ca. 100h als „eingebrannt“ gelten und in UV-Radiometern Verwendung finden können.
Bild 1: Normierte Spektren des Niederdruckstrahlers (rote Kurve) und des Mitteldruckstrahlers (grüne Kurve). Normiert auf 253.75nm.
Bild 2: Normierte Photoströme für fünf Photodioden während der Alterung mit dem Mitteldruckstrahler.
Bild 3: Charakterisierung aller acht Photodioden mit dem Niederdruckstrahler. Dioden 02 und 07 sind ungealterte Referenzphotodioden.
Bild 4: Spektrale Empfindlichkeit von Diode 04 (ungealtert, rechte Achse) und Änderung der spektralen Empfindlichkeit der gealterten Dioden 01, 03 und 04, sowie der ungealterten Diode 02 (linke Achse).