Gigahertz Optik 光谱辐射仪 BTS2048-VL

多功能超高速和高质量 LED 分光辐射仪

Bi-Tec 传感器*：双传感器，测量更准确

用于 LED 闪光灯合并的测光表

测量时间非常短（电子快门），高动态范围（滤光片转轮）

触发输入和输出、以太网和 USB，用于快速数据传输

带有漫射器的直接输入光学元件，用于照度和光谱辐照度。可通过积分球进行扩展，以实现光通量和光谱辐照度。

Gigahertz Optik 光谱辐射仪 BTS2048-VL

现代多功能阵列光谱仪的要求

在评估阵列光谱仪系统是否适合绝对测量光辐射参数时，需要考虑许多因素。例如，只有使用具有宽动态范围的阵列探测器才能测量具有不同额定功率的灯。精确、绝对的测量要求光谱辐射仪的整个动态范围完-全线性化，并且还需要准确、可追溯的校准。如果电子控制的动态范围（由积分时间设置）不够，则需要额外的衰减滤波器。滤光片选择器必须具有机械强度，以确保测量系统的长期稳定性。对于时间要求严格的应用，例如脉冲模式下的 LED 分档，电子控制的动态范围必须足够大，以避免在测量过程中耗时地更换滤光片。对于绝对测量，CCD 的自动暗信号调整是最有益的。用于前端和后端 LED 分档的光谱辐射仪必须与在脉冲模式下运行的测试 LED 实现测量的精确同步，这需要合适的触发接口和快速数据读出。 闪光测量，即在光脉冲内进行测量，需要电子快门，在触发测量之前对所有像素进行瞬时 （ns） 零设置。光通量、发光强度和发光强度分布的测量需要额外的附件组件，例如积分球、发光强度透镜和测角仪。与这些入口光学附件的可重复接口至关重要。 将光谱辐射仪直接安装到附件设备上有助于避免柔性光导连接的影响。颜色测量的要求包括根据 CIE 13.3、CIE 15 和 TM-30-20（在旧版本中为 TM-30-18 和 TM-30-15）、CIE224 进行精确计算。对于 LED 和半导体行业的应用，系统还必须符合 CIE S025 和 LM-79-08 标准。

BTS2048-VL，带 BiTec 探测器的二极管阵列光谱仪

BTS2048-VL 满足高-端阵列光谱仪的所有要求，尽管采用尖-端设计，但价格也很优惠。

*其独-特功能之一是 Gigahertz-Optik 开发的创新 BiTec 传感器 ，该传感器由 V（lambda） 滤波硅光电二极管和光谱辐射计单元组成。这使得它非常线性、稳定和快速，因此是更高测量精度的保证，而没有任何缺点。两个传感器都可以独立使用，传感器的相互校正有利于精度、速度和多功能性（参见 BTS 技术文章）。

带有电子快门的完-全线性化 2048 像素 CCD 探测器允许 2 μs 到 4 s 的积分时间，并提供极宽的动态范围，而无需额外的衰减滤波器。这比较小的仪器提供的常见毫秒积分时间高出三个数量级。TEC 冷却光谱辐射仪 （BTS2048-VL-TEC） 提供了更宽的动态范围。此变体的积分时间范围为 2 μs 至 60 s。2 nm 光带宽可确保在 280 nm 至 1050 nm（0.4 nm/像素）范围内实现准确的光谱测量值。还实施了符合 CIE 214 的数学带宽校正，用于测量值的自动校正。硅光电二极管在其动态范围内表现出极-高的线性度。这使它们成为 BiTec 探测器内 CCD 线性化的理想选择（参见 BTS 技术文章）。持续测量二极管也可用于同步 PWM 信号的测量。这使得使用 BTS2048-VL 自动记录绝对光谱数据成为可能，由于积分时间的原因，这对于没有 BiTec 传感器的传统光谱辐射仪来说非常困难。此外，配备光度滤光片 （CIE V-lambda） 的硅光电二极管可以独立于 CCD 使用。因此，该设备可用于对非常微弱的信号进行快速测量，这使得 BTS2048-VL 非常适合集成到测角仪和其他系统中。在这种情况下，BiTec 技术的另一个优势是能够使用光谱数据集成二极管光谱失配 （f1'） 的在线校正。 尽管 BTS2048-VL 光谱辐射仪的尺寸仅为 103 mm x 107 mm x 52 mm（长 x 宽 x 高），但它有一个遥控滤光轮，带有一个 OD1 和 OD2 衰减滤光片，以及一个用于暗测量的快门。

前端和后端 LED 分档应用

BTS2048-VL 非常适合工业前端和后端 LED 分档应用。其基于背照式 CCD 的光谱仪在触发测量之前集成了所有像素的电子零点设置功能。当测试 LED 在脉冲电流模式下运行时，电子快门和测量触发可以通过触发端口与电源同步。强大的微处理器只需 7 ms 即可通过快速 LAN 接口将完整的数据集传输到系统计算机。

直接安装，无需使用导光板

BTS2048-VL 光谱仪具有扩散窗口，因此可用于测量辐照度/照度，包括光谱、色度和显色指数，无需任何辅助设备。借助漫射窗口，BTS2048-VL 还可以直接安装在积分球、亮度透镜（根据 CIE 127）和测角仪等附件上，以测量光通量、发光强度和发光强度分布。Gigahertz-Optik 还为带光导的应用提供 BTS2048-VL-F。

用户软件和开发人员软件

标准的 S-BTS2048 用户软件具有可定制的用户界面，非常易于使用。它具有大量的显示和功能模块，当使用 Gigahertz-Optik GmbH 的相应附件配置 BTS2048-VL 时，可以激活这些模块。

建议使用 S-SDK-BTS2048 开发人员软件将 BTS2048-VL 集成到客户自己的软件中。

校准

光度测量设备的一个基本质量特征是其精确和可追溯的校准。BTS2048-VL 由 Gigahertz-Optik 的校准实验室进行校准，该实验室的光谱响应度和光谱辐照度根据 ISO/IEC 17025 进行了 DAkkS （D-K-15047-01-00） 的认可。校准还包括相应的附件组件。每台设备都附有相应的校准证书。

常规

简短描述

高速光谱辐射仪，具有宽动态范围，适用于辐照度/照度、光谱、发光颜色和显色指数的连续和脉冲测量。用于测量其他参数的附件

主要特点

紧凑的设备。BiTec 探测器，带背照式 CCD（2048 像素，2 nm 光学带宽，电子快门）和带 V（lambda） 滤光片的硅光电二极管。光带宽校正 （CIE214）。带有快门和衰减滤镜的滤镜轮。具有余弦视野的漫射器窗口的输入镜头。自动 PWM 同步

测量范围

光谱：300 nm 至 1050 nm，1 lx 至 3E8 lx（低饱和度白光 LED 的最小水平）

积分：光度 360 nm 至 830 nm，0.1 lx 噪声信号高达 3E8 lx

典型应用

用于设计应用的 CCD 光谱辐射仪。用于集成到前端和后端 LED 分档测试系统中的模块。

校准

工厂校准。可追溯至国际校准标准

产品

测量数量

光谱辐照度 （W/（m² nm））、辐照度 （W/m²）、照度 （lx）、光谱辐射强度 （W/（sr nm））、辐射强度 （W/sr）、发光强度 （cd）、主波长、峰值波长、中心波长、质心波长、x、y、u'、v'、X、Y、Z、delta uv、色温、显色指数 （CRI） Ra、R1-R15、TM-30-20、CIE224、CQS、CIE170 等。可选积分球：额外光谱通量 （W/nm） 和光通量 （lm）可选测角仪：额外辐射强度 （W/sr） 分布和发光强度 （cd） 分布

传感器

精度等级 B 符合 DIN 5032 和 CIE No. 69 标准

精度等级 A，f1'、u、f3 和 f4，符合 DIN 5032 和 CIE No. 69

输入光学元件

扩散器，余弦校正视野 （f2 ≤ 3 %）

滤光片转盘

4 个位置（打开、关闭、OD1、OD2）。用于远程暗电流测量和动态范围扩展。

比特克

可以使用二极管和阵列进行并行测量，从而通过二极管对阵列进行线性校正，并通过 a*（sz（λ）） 分别通过 F*（sz（λ）） 在线校正二极管的光谱失配。

光谱检测器

校准不确定度

光谱辐照度

λu（k=2）

（300 - 304） 纳米：± 7 %

（305 - 349） 纳米：± 5 %

（350 - 399） 纳米：± 4.5 %

（400 - 780） 纳米：± 4 %

（781 - 1030） 纳米：± 4.5 %

（1031 - 1050） 纳米：± 5.5 %

光谱辐照度响应度 （280 - 1050） nm。标准校准 （350 - 1050） nm，可选推荐校准 （300 - 1050） nm。BTS2048-VL-TEC 可实现全系列。

光谱范围

（280 -1050） nm，参见校准限制

光带宽

2 纳米

像素分辨率

~0.4 nm/像素

像素数

2048

芯片

高灵敏度背照式 CCD 芯片

模数转换器

16 位（25 ns 指令周期时间）

峰值波长

±0.2 纳米

主波长

±0.5 纳米 *2

Δy Δx 不确定度

±0.0015 （标准光源 A）

±0.0020 （普通 LED）

重复性 Δx 和 Δy

±0.0001

ΔCCT

标准光源 A 30K;LED 高达 1.5% ±，具体取决于 LED 光谱

带通校正

支持数学在线带通校正

线性

完-全线性化芯片 >99.6%

杂散光

2E-4*3

基线噪声

5 克拉 *4

信 噪 比

5000        *5

动态范围

>9 星等

光谱辐照度响应范围

（2E-5 - 2E5）W/（m²nm）*6*7

CRI （显色指数）

Ra 和 R1 至 R15

典型测量时间

10lx    2,5s      *10

100lx 250 毫秒 *10

1000lx    25ms      *10

积分时间

2 μs - 4 s *1

集成检测器

滤波器

光谱响应度与精细的 CIE 光度匹配。通过光谱测量数据在线校正光度匹配（光谱不匹配因子校正）。

测量时间

20 微秒 - 6000 毫秒

范围上升时间 （10 – 90） %

0,1,250 微秒

3,4,565 微秒

6,7,81.5 毫秒

测量范围

九 （9） 个测量范围，具有卓-越的偏移校正功能

测量范围

最小可测量照度值（二极管）：0.1 lx *11

最大可测照度值（二极管）：3E8 lx *12

校准

照度 ± 2.2 %

f1' （光谱失配）

≤6% （未校正）

≤1.5% （f1' a*（sz（λ）） 分别为 F*（sz（λ）） 由光谱数据校正，由 BTS 技术自动完成）

模数转换器

16 位

图

光谱响应度

杂项

微处理器

32 位设备控制，16 位 CCD 阵列控制，8 位光电二极管控制

接口

USB V2.0、以太网（LAN UDP 协议）、RS232、RS485

数据传输

标准，通过以太网 7 毫秒，通过 USB 2.0 140 毫秒，2048 个浮点数组值

输入接口

2 个 （0 - 25） VDC，1 个光耦合器隔离 5 V / 5 mA

输出接口

2 个集电极开路，最大 25 V，最大 500 mA

触发

包含触发输入（不同选项、上升沿/下降沿、延迟等）

软件

用户软件 S-BTS2048

可选的软件开发套件 S-SDK-BTS2048，用于基于 C、C++、C# 或 LabView .dll 的用户软件设置。

电源

带电源：直流输入 5V （±10 %），700 mA

带 USB 总线 （500mA） *8

尺寸

103 毫米 x 107 毫米 x 52 毫米（长 x 宽 x 高）

重量

500 克

安装

三脚架和 M6 螺纹

前适配器 UMPA-1.0-HL，用于积分球端口框架 UMPF-1.0-HL

温度范围

储存：（-10 至 50）°C

作：（10 至 30）°C *9

信息

*1 建议对积分时间的每次变化执行新的暗信号测量

*2 典型值，主波长的不确定性取决于 LED 的光谱分布

*3 典型值，在冷白宽带 LED 峰值左侧 100nm 处测量

*4 *5 典型值，在 4ms 测量时间和阵列的满量程控制下，未取平均值测量。平均导致 S/N 的二次增长

即基噪声的二次下降，例如，平均到系数 100 会使 S/N 提高 10 倍

*6 最小 500/1 S/N. 满量程控制时最大。

*7 为避免热损伤，仅允许短时间照射

*8 在 USB 连接期间，由于电流供应有限（例如没有以太网），并非所有功能都可用

*9 设备需要保持温度约 25 分钟。如果在预热阶段进行测量，或者在不同的温度下进行测量，则每次测量都需要进行暗信号测量。在高温和最大积分时间下，可以使用降低的动态。

*10 次白光 LED 测量和 20000 次（信号暗）饱和度<

*11 2 秒测量时间时，最敏感测量范围内噪声的标准偏差，典型值为 1E-2 lx

*12 使用 OD2 滤光片时，由于热损伤，仅允许非常短的照明时间

选项：150mm 积分球 （UMBB-150）

光谱辐射通量响应范围（光谱测量）

（5E-8 - 5E2）W/nm 波长

光通量测量范围（积分测量）

（3E-5 - 1E5） 流明

球体直径

150 毫米

典型测量时间

使用 20000 cts 进行测量：

1 流明 80 毫秒

10 流明 8 毫秒

100 流明 800 微秒

通过 5000 cts 和降噪优化测量时间：

10 流明 2 毫秒

校准

光通量： ± 4 %

光谱辐射功率：

（350 - 399） 纳米：OD0： ± 8 %OD1： ± 10 %OD2： ± 10 %

（400 - 800） 纳米：OD0： ± 4.5 %OD1： ± 4.5%OD2： ± 4.5 %

（801 - 1000） 纳米：OD0： ± 6.5 %OD1： ± 6.5 %OD2： ± 6.5 %

（1001 - 1050） 纳米：OD0： ± 8 %OD1： ± 10 %OD2： ± 10 %

光谱辐射功率响应度 （350 - 1050） nm

选项：210mm 积分球 （UMBB-210）

光谱辐射通量响应范围（光谱测量）

（1E-7 - 1E3）W/nm 波长

光通量测量范围（积分测量）

（7E-5 - 2E5） 流明

球体直径

210 毫米

典型测量时间

使用 20000 cts 进行测量：

1 流明 160 毫秒

10 流明 16 毫秒

100 流明 1600 微秒

通过 5000 cts 和降噪优化测量时间：

10 流明 4 毫秒

校准

光通量： ± 4 %

光谱辐射功率：

（350 - 399） 纳米：OD0： ± 8 %OD1： ± 10 %OD2： ± 10 %

（400 - 800） 纳米：OD0： ± 4.5 %OD1： ± 4.5%OD2： ± 4.5 %

（801 - 1000） 纳米：OD0： ± 6.5 %OD1： ± 6.5 %OD2： ± 6.5 %

（1001 - 1050） 纳米：OD0： ± 8 %OD1： ± 10 %OD2： ± 10 %

光谱辐射功率响应度 （350 - 1050） nm

选项：1000mm 积分球 （UMTB-1000-HFT）

光谱辐射通量响应范围（光谱测量）

（2E-6 - 2E4）W/nm 波长

光通量测量范围（积分测量）

（1E-3 - 4E6） 流明

球体直径

1000 毫米

典型测量时间

使用 20000 cts 进行测量：

10 流明 450 毫秒

100 流明 45 毫秒

1000 流明 4.5 秒

通过 5000 cts 和降噪优化测量时间：

10 流明 112 毫秒

校准

光通量： ± 4 %

光谱辐射功率：

（350 - 399） 纳米：OD0： ± 8 %OD1： ± 11 %OD2： ± 11 %

（400 - 800） 纳米：OD0： ± 4.5 %OD1： ± 5 %OD2： ± 5 %

（801 - 1000） 纳米：OD0： ± 6.5 %OD1： ± 7 %OD2： ± 7 %

（1001 - 1050） 纳米：OD0： ± 8 %OD1： ± 11 %OD2： ± 11 %

光谱辐射功率响应度 （350 - 1050） nm

选项：测角仪 （GB-GD-360-RB40）

光谱辐射强度响应度范围

（1E-5 - 1E5）W/（sr nm） ;1m 测量距离

发光强度测量范围（积分测量）

（1E-1 - 3E8） cd ;1m 测量距离

校准

发光强度： ± 4 %

光谱辐射强度：

（350 - 399） 纳米：OD0： ± 7 %OD1： ± 8 %OD2： ± 9 %

（400 - 800） 纳米：OD0： ± 4 %OD1： ± 4 %OD2： ± 4 %

（801 - 1000） 纳米：OD0： ± 6 %OD1： ± 6 %OD2： ± 6 %

（1001 - 1050） 纳米：OD0： ± 7 %OD1： ± 8 %OD2： ±9 %

光谱辐射强度响应度 （350 - 1050） nm

选件：ILED-B （CP-ILED-B-IS-1.0-HL）

光谱辐射强度 （ILED-B） 响应度范围（光谱测量）

（5E-7 - 5E3）W/nm 波长

测量范围 ILED-B（积分测量）

（3E-4 - 1E6） 光盘

校准

发光强度 ILED-B： ± 4 %

光谱辐射强度 ILED-B：

（350 - 399） 纳米：OD0： ± 7 %OD1： ± 8 %OD2： ± 9 %

（400 - 800） 纳米：OD0： ± 4 %OD1： ± 4 %OD2： ± 4 %

（801 - 1000） 纳米：OD0： ± 6 %OD1： ± 6 %OD2： ± 6 %

（1001 - 1050） 纳米：OD0： ± 7 %OD1： ± 8 %OD2： ± 9 %

光谱辐射强度响应度 （350 - 1050） nm