صفحات گرمایشی برای مدیریت حرارتی تست LED و لیزر دیود چگونه طراحی می شوند؟

خروجی نوری LED یا دیود لیزری به دما بستگی دارد. برای آزمایش این دستگاه‌ها، باید در دمایی دقیق و پایدار نگه داشته شوند، در حالی که نور آنها اندازه‌گیری می‌شود، و این مستلزم یک مرحله گرمایش است. هر گونه نوسان در دمای صفحه به عنوان یک رانش عملکرد دستگاه مشاهده می شود، از این رو پایداری حرارتی یکی از محدودیت های اصلی در سیستم های مشخصه نوری است.

الزامات حرارتی برای تست اپتوالکترونیک
محیط آزمایش دیود لیزری LED صفحه گرمایش برای تقلید از شرایط عملیاتی واقعی بدون ایجاد مصنوعات حرارتی ایجاد شده است. معمولاً دستگاه در محدوده دمایی تنظیم شده از 25 درجه تا 100 درجه مشخص می شود، جایی که حتی تغییرات جزئی دما می تواند طول موج، کارایی یا توان خروجی را تغییر دهد.

با توجه به این حساسیت، مرحله گرمایش به‌عنوان مرجع حرارتی درجه اندازه‌شناسی به‌جای منبع دمای پایه در نظر گرفته می‌شود.

راهبردهای ساخت صفحه و کنترل دما
در سیستم های تست نوری، بیشتر صفحات گرمایشی از آلومینیوم ساخته شده اند که رسانایی حرارتی بالایی دارد. این منجر به انتشار سریع گرمای جانبی و کاهش لکه های داغ موضعی می شود.

ویژگی های اصلی طراحی عبارتند از:

سنسورهای RTD یا ترمیستور دقیق برای کنترل حلقه بسته تعبیه شده است

طرح های بخاری{0}}منطقه ای بهینه شده با شبیه سازی حرارتی

شرایط تماس دستگاه سازگار است، برای حفظ صافی سطح مدیریت کنید

سیستم های کنترل معمولاً به گونه ای تنظیم می شوند که پایداری 0.1 ± تا 0.2 ± درجه را در سراسر منطقه فعال ارائه دهند. این مقررات سختگیرانه اطمینان حاصل می کند که هر نوسان نوری اندازه گیری شده از دستگاه باشد و نه از فیکسچر تست.

سازگاری نوری و مهندسی سطح
سطح بخاری اغلب برای به حداقل رساندن انعکاس آن پوشش داده می شود تا از تداخل با اندازه گیری های نوری جلوگیری شود. سطوح مشکی آنودایز شده یا پوشش داده شده اغلب برای به حداقل رساندن بازتاب های سرگردان که می تواند اندازه گیری های فتومتریک را منحرف کند، استفاده می شود.

دستگاه های تحت آزمایش مستقیماً روی سطح گرم شده در ایستگاه های کاوشگر و پیکربندی های کره ای یکپارچه متصل می شوند. در نتیجه باید همگنی حرارتی و خنثی نوری را ترکیب کند.

همچنین برای جلوگیری از آلودگی لنزهای حساس، آشکارسازها و پوشش‌های نوری، مواد با گاز خروجی کم- مشخص شده‌اند.

جنبه های الکتریکی و الکترومغناطیسی
EMI ممکن است منجر به نویز در تجهیزات اندازه گیری نوری بسیار حساس شود. این منجر به طراحی خوب بخاری کنترل شده می شود:

المان‌های گرمایش مقاومتی DC مورد علاقه هستند

مدولاسیون قدرت حالت سوئیچ عایق یا به حداقل رسیده است.

ابزار اندازه گیری با استفاده از راهبردهای زمینی جداسازی می شود

مرحله گرمکن در هر اندازه گیری فتومتریک یک همکار نامحسوس است که به طور مداوم بدون تأثیر بر سیگنال های الکتریکی یا نوری کار می کند.

عکس فوری طراحی: چاک حرارتی تست LED استاندارد
پیکربندی معمولی یک چاک حرارتی دقیق برای آزمایش LED و دیود لیزری به شرح زیر است:

ورق آلومینیومی روکش دار

المنت های گرمایشی مقاوم دو یا چهار ناحیه ای

سنسور پلاتینیوم RTD (کلاس A یا بالاتر)

کنترل کننده PID با تنظیمات برای پایداری زیر 0.1 درجه

درمان سطح برای خنثی نوری (سیاه شدن)

لایه های عایق خروجی کم و ساختار پشتیبانی

این ترکیب شرایط حرارتی قابل تکرار و ردیابی را برای مشخصات دستگاه نوری اجازه می دهد.

اهداف ثبات و الزامات عملکرد
یکنواختی دما معمولاً تا 0.2 ± درجه در کل منطقه فعال حفظ می شود. چنین سطحی از کنترل برای اطمینان از اینکه تفاوت های فضایی به عدم قطعیت اندازه گیری تبدیل نمی شوند ضروری است.

شیب های حرارتی با موارد زیر کاهش می یابد:

فاصله بخاری بهینه شده است.

مواد برای یک بستر بسیار رسانا

کنترل بازخورد چند ناحیه ای-

هر گونه تغییر دما به عنوان یک خطای احتمالی اندازه گیری در نظر گرفته می شود، نه تغییر در فرآیند.

خلاصه
صفحات گرمایشی مورد استفاده در آزمایش دیودهای LED و لیزر، ابزارهای حرارتی دقیق هستند، نه فقط گرم کننده. قابل اعتماد بودن نتایج مشخصه سنجی فتومتریک و الکتریکی مستقیماً به توانایی آنها در حفظ شرایط دمایی فوق العاده پایدار، همگن و نوری مناسب بستگی دارد.

در محیط‌های آزمایش و اندازه‌گیری، سیستم‌های کنترل حرارتی باید بسیار دقیق‌تر از دستگاه مورد آزمایش باشند تا عملکرد اندازه‌گیری شده به دستگاه نسبت داده شود و نه به تغییرات محیط.