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Filterstrahler zur Charakterisierung von Array-Spektroradiometern

25.01.2010

Array-Spektroradiometer zeigen oft ein spektral abhängiges Fehlstrahlungsverhalten. Mit Hilfe aufwändiger Messungen an durchstimmbaren Lasern, lässt sich das Fehlstrahlungsverhalten charakterisieren und korrigieren [1], [2]. Da dieses Verfahren zeitaufwändig und mit hohen Kosten verbunden ist, wurde eine einfache Methode zur Ermittlung des Fehlstrahlungsanteils entwickelt. Durch die Kombination eines Quarz-Halogenstrahlers mit verschiedenen Spektralfiltern ist es möglich, eine schnelle Charakterisierung von Array-Spektroradiometern bezüglich ihres Fehlstrahlungsverhaltens und spektralen Bandpasses durchzuführen.

 

Abbildung 1: Filterstrahler mit drehbarem Gehäuse für bis zu acht Spektralfilter

Zu diesem Zweck wurde ein Filterstrahler aufgebaut, der in einer drehbaren Filtertrommel bis zu acht unterschiedliche Spektralfilter aufnehmen kann (Abbildung 1). Der Strahler besteht aus einem inneren, festen Lampengehäuse mit einer 250 W Quarz-Halogenglühlampe und einer um das innere Lampengehäuse drehbaren Filtertrommel. Die einzelnen Filter können während des Betriebs in den Strahlengang hineingedreht werden, ohne den Strahler neu starten, bzw. justieren zu müssen. Der Strahler wird in der Arbeitsgruppe „Strahlergestützte Spektroradiometrie“ für jede Filterkombination spektral kalibriert, sodass das Fehlstrahlungsverhalten von Array-Spektroradiometern direkt ablesbar ist. Zur Anwendung kommen Kantenfilter, sogenannte Langpassfilter, die unterhalb einer festgelegten Wellenlänge die Strahlung komplett blocken (Abbildung 2).

 

Abbildung 2: Transmission der im Filterstrahler verwendeten Kantenfilter

Messsignale, die Array-Spektroradiometer unterhalb dieser Kantenwellenlänge anzeigen, sind direkt auf Fehlstrahlung höherer Wellenlängen im Gerät rückführbar. Zusätzlich wird ein Bandenfilter eingesetzt (BG36), das ein stark strukturiertes Transmissionsspektrum erzeugt (Abbildung 3). Hiermit lassen sich Informationen zur spektralen Auflösung der Array-Spektroradiometer gewinnen.

 

 

Abbildung 3: Transmission des eingebauten Bandenfilters

Erste Testmessungen an kommerziell erhältlichen Array-Spektroradiometern (Abbildung 4) verdeutlichen die oftmals sehr geringe Fehlstrahlungsunterdrückung dieser Geräte.

 

Abbildung 4: Ergebnis einer Messung mit einem kommerziell erhältlichen Array-Spektroradiometer


[1] S. Nevas and A. Sperling, Stray Light Characterisation of Array Spectroradiometers with PLACOS for Applications in the UV Spectral Range, 10th International Conference on New Developments and Applications in Optical Radiometry, Daejeon (2008) 185-186.

[2] S. Nevas, M. Lindemann, A. Sperling, A. Teuber, R. Maas, Colorimetry of LEDs with Array Spectroradiometers, MAPAN - Journal of Metrology Society of India, Vol. 24, No. 3, 2009; pp. 153-162