แผ่นทำความร้อนได้รับการออกแบบมาเพื่อการจัดการความร้อนของการทดสอบ LED และเลเซอร์ไดโอดอย่างไร

เอาท์พุตแสงของ LED หรือเลเซอร์ไดโอดจะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ในการทดสอบอุปกรณ์เหล่านี้ อุปกรณ์จะต้องถูกเก็บไว้ที่อุณหภูมิที่แม่นยำและคงที่ในขณะที่วัดแสง และจำเป็นต้องมีขั้นตอนการให้ความร้อน ความผันผวนของอุณหภูมิแผ่นจะสังเกตได้ว่าเป็นการเบี่ยงเบนของประสิทธิภาพของอุปกรณ์ ดังนั้นความเสถียรทางความร้อนจึงเป็นหนึ่งในข้อจำกัดหลักในระบบการกำหนดคุณลักษณะทางแสง

ข้อกำหนดทางความร้อนสำหรับการทดสอบออปโตอิเล็กทรอนิกส์
สภาพแวดล้อมการทดสอบไดโอดเลเซอร์ LED ของแผ่นทำความร้อนได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อเลียนแบบสถานการณ์การปฏิบัติงานจริงโดยไม่ก่อให้เกิดปัญหาด้านความร้อน โดยปกติแล้ว อุปกรณ์จะมีลักษณะเฉพาะในช่วงอุณหภูมิที่ได้รับการควบคุมที่ 25 องศาถึง 100 องศา ซึ่งการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิแม้เพียงเล็กน้อยก็สามารถปรับเปลี่ยนความยาวคลื่น ประสิทธิภาพ หรือกำลังไฟฟ้าเอาท์พุตได้

เนื่องจากความไวนี้ ขั้นตอนการให้ความร้อนจึงถือเป็นเกรดอ้างอิงทางความร้อน-มาตรวิทยา แทนที่จะเป็นแหล่งอุณหภูมิพื้นฐาน

กลยุทธ์การสร้างแท่นวางและการควบคุมอุณหภูมิ
ในระบบการทดสอบด้วยแสง แผ่นทำความร้อนส่วนใหญ่ทำจากอะลูมิเนียมซึ่งมีการนำความร้อนสูง สิ่งนี้นำไปสู่การแพร่กระจายความร้อนด้านข้างอย่างรวดเร็วและลดแพทช์ร้อนเฉพาะที่

คุณสมบัติการออกแบบที่สำคัญคือ:

RTD แบบฝังหรือเซ็นเซอร์เทอร์มิสเตอร์ที่แม่นยำสำหรับการควบคุมวงปิด

การออกแบบเครื่องทำความร้อนแบบหลายโซน-ที่ได้รับการปรับปรุงด้วยการจำลองความร้อน

สภาพการสัมผัสของอุปกรณ์สอดคล้องกัน จัดการความเรียบของพื้นผิวเพื่อรักษา

โดยทั่วไประบบควบคุมได้รับการตั้งค่าเพื่อให้มีเสถียรภาพ ±0.1 องศา ถึง ±0.2 องศา ทั่วทั้งพื้นที่ทำงาน กฎระเบียบที่เข้มงวดนี้ช่วยให้แน่ใจว่าความผันแปรของแสงที่วัดได้นั้นมาจากอุปกรณ์ ไม่ใช่จากฟิกซ์เจอร์ทดสอบ

ความเข้ากันได้ทางแสงและวิศวกรรมพื้นผิว
พื้นผิวเครื่องทำความร้อนมักถูกเคลือบเพื่อลดการสะท้อนแสงเพื่อป้องกันการรบกวนกับการวัดทางแสง พื้นผิวอะโนไดซ์หรือเคลือบสีดำมักใช้เพื่อลดการสะท้อนที่หลงเหลืออยู่ซึ่งอาจบิดเบือนการวัดโฟโตเมตริก

อุปกรณ์ที่อยู่ระหว่างการทดสอบจะติดโดยตรงบนพื้นผิวที่ให้ความร้อนในสถานีสอบสวนและรวมการกำหนดค่าทรงกลมเข้าด้วยกัน ด้วยเหตุนี้จึงต้องผสมผสานความเป็นเนื้อเดียวกันทางความร้อนและความเป็นกลางทางแสงเข้าด้วยกัน

นอกจากนี้ ยังมีการระบุวัสดุที่มีการปล่อยก๊าซออกต่ำ-เพื่อหลีกเลี่ยงการปนเปื้อนของเลนส์ที่ไวต่อการตรวจจับ อุปกรณ์ตรวจจับ และการเคลือบเลนส์

ด้านไฟฟ้าและแม่เหล็กไฟฟ้า
EMI อาจทำให้เกิดสัญญาณรบกวนในอุปกรณ์ตรวจวัดทางแสงที่มีความไวสูง สิ่งนี้นำไปสู่การออกแบบเครื่องทำความร้อนที่มีการควบคุมอย่างดี:

แนะนำให้ใช้องค์ประกอบความร้อนแบบต้านทานไฟฟ้ากระแสตรง

การมอดูเลตกำลังของโหมดสวิตช์เป็นฉนวนหรือย่อให้เล็กสุด

เครื่องมือวัดจะถูกแยกออกโดยใช้กลยุทธ์การต่อลงดิน

ขั้นตอนการทำความร้อนเป็นตัวทำงานร่วมกันที่ไม่เด่นชัดในการตรวจวัดโฟโตเมตริกทุกครั้ง โดยทำงานอย่างต่อเนื่องโดยไม่ส่งผลกระทบต่อสัญญาณไฟฟ้าหรือแสง

ภาพรวมการออกแบบ: หัวจับความร้อนทดสอบ LED มาตรฐาน
การกำหนดค่าทั่วไปของหัวจับความร้อนที่มีความแม่นยำสำหรับการทดสอบ LED และเลเซอร์ไดโอดมีดังนี้:

แผ่นอลูมิเนียมขัดเงา

องค์ประกอบความร้อนแบบต้านทานโซนคู่หรือสี่โซน

เซ็นเซอร์ Platinum RTD (Class A หรือสูงกว่า)

ตัวควบคุม PID พร้อมการปรับแต่งเพื่อความเสถียรต่ำกว่า 0.1 องศา

การรักษาพื้นผิวเพื่อความเป็นกลางทางแสง (การทำให้เป็นสีดำ)

ชั้นฉนวนและโครงสร้างรองรับการปล่อยก๊าซต่ำ

การรวมกันนี้ช่วยให้สามารถทำซ้ำและตรวจสอบคุณสมบัติทางความร้อนได้สำหรับการกำหนดลักษณะเฉพาะของอุปกรณ์ออพติคัล

เป้าหมายด้านความเสถียรและข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพ
โดยปกติความสม่ำเสมอของอุณหภูมิจะอยู่ที่ ±0.2 องศา ทั่วทั้งพื้นที่ทำงาน ระดับการควบคุมดังกล่าวมีความจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่าความแตกต่างเชิงพื้นที่จะไม่แปลงเป็นความไม่แน่นอนในการวัด

การไล่ระดับความร้อนลดลงโดย:

ปรับระยะห่างของเครื่องทำความร้อนให้เหมาะสม

วัสดุสำหรับพื้นผิวที่มีความนำไฟฟ้าสูง

การควบคุมการตอบสนองแบบหลาย-โซน

การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิถือเป็นข้อผิดพลาดในการวัดที่เป็นไปได้ ไม่ใช่การเปลี่ยนแปลงในกระบวนการ

สรุป
แผ่นทำความร้อนที่ใช้ในการทดสอบ LED และไดโอดเลเซอร์เป็นเครื่องมือระบายความร้อนที่มีความแม่นยำ ไม่ใช่แค่เครื่องอุ่นเท่านั้น ความน่าเชื่อถือของผลลัพธ์ของการวิเคราะห์คุณลักษณะทางโฟโตเมตริกและทางไฟฟ้าโดยตรงขึ้นอยู่กับความสามารถในการรักษาสภาวะอุณหภูมิที่มีความเสถียรเป็นพิเศษ เป็นเนื้อเดียวกัน และเหมาะสมทางแสง

ในสภาพแวดล้อมการทดสอบและการวัด ระบบควบคุมความร้อนจะต้องมีความแม่นยำมากกว่าอุปกรณ์ที่ทดสอบอย่างมาก เพื่อให้ประสิทธิภาพที่วัดได้อาจเป็นผลมาจากอุปกรณ์ และไม่เปลี่ยนแปลงในสภาพแวดล้อม