Спосіб визначення спектральної чутливості приймачів оптичного випромінювання за допомогою набору світловипромінюючих діодів

Спосіб визначення спектральної чутливості фотоприймача, при якому приймач освітлюють монохроматичним випромінюванням, сигнал з якого порівнюють з еталонним, який відрізняється тим, що монохроматор або оптичні фільтри, механічний модулятор та еталонний приймач замінені на набір світловипромінюючих діодів, що працюють на різних ділянках спектра та керуються мікроконтролером, підключеним до персонального комп'ютера з програмним забезпеченням, що містить цифровий еталонний сигнал. (19) (21) u201101286 (22) 04.02.2011 (24) 10.05.2011 (46) 10.05.2011, Бюл.№ 9, 2011 р. (72) КОВАЛЬ СЕРГІЙ ТРОХИМОВИЧ, ЦУШКО ПАВЛО МИКОЛАЙОВИЧ, МАСЛАК ОЛЕНА ГЕННАДІЇВНА (73) КОВАЛЬ СЕРГІЙ ТРОХИМОВИЧ, ЦУШКО ПАВЛО МИКОЛАЙОВИЧ, МАСЛАК ОЛЕНА ГЕННАДІЇВНА 3 операційний підсилювач 4, перетворюється аналогово-цифровим перетворювачем 5 в цифровий сигнал та через інтерфейс передачі 7 знову потрапляє до ПК. Схема визначення спектральної чутливості ПОВ реалізується таким чином. Сигнал від ПК 8 через програмне забезпечення, а також через інтерфейс 7 посилається на МК 6. МК 6 відповідно до даних з ПК 8 по черзі включає вказані світлодіоди багатоелементного випромінювача І. Випромінювання від світлодіода, попередньо проходячи через розсіювач 2, потрапляє на чутливу площадку випробовуваного ПОВ 3, фотосигнал від якого потрапляє на операційний підсилювач 4, оцифровується в аналого-цифровому перетворювачі 5 і передається назад у МК 6. МК 6 передає дані через вищевказаний інтерфейс на ПК 8, які перетворюються і виводяться на екран у зручній для користувача формі. Різницю потужностей випромінювання використаних світлодіодів усунуто варіюванням живлячої напруги для кожного світлодіода, а також введенням поправкових коефіцієнтів в розрахункові формули. Методика визначення спектральної чутливості ПОВ реалізується таким чином. Світлодіоди, включаючись поперемінно, формують фотосигнал на виході випробовуваного ПОВ, за величиною якого визначається спектральна чутливість. У зв'язку з селективним характером спектральної чутливості S () фотоприймача його інтегральна чутливість S залежить від складу того випромінювання, яке використовується при її визначенні. Знаючи спектральну криву джерела, потужність потоку, що приходить на активну площу приймача, а також значення фотосигналу, можна встановити взаємозв'язок між S () і S. Інтегральна чутливість фотоелемента визначається з наступного виразу: N  ФіSі S  i 1 ,    i 1   i N  Фі i 1 де Фі – спектральний потік випромінювання,  - інтервал довжин хвиль світлодіода. 59485 4 Визначимо значення інтегральної чутливості, відобразивши її на графіку (Фіг.2) у вигляді горизонтальної пунктирної лінії, в той час як реальна крива S() показана суцільною. Як видно з графіка, точка перетину кривої спектральної та інтегральної чутливості приймача визначає енергетичний центр спектральної кривої випромінювання світлодіода Ф(). Звідси випливає висновок: вирішивши зворотну задачу, тобто, визначивши інтегральну чутливість приймача по певному світлодіоду, шляхом співвідношення фотосигналу і інтегрального потоку світлодіода, а також знаючи його енергетичний центр, можна визначити досить точно спектральну чутливість приймача на цій довжині хвилі. Використавши дану методику, знаходимо значення спектральної чутливості ПОВ для кожного світлодіода, а форму кривої спектральної чутливості відновлюємо шляхом використання інтерполяції, наприклад квадратичним сплайном. Відносна середньоквадратична похибка даного методу задана наступним виразом: Si  (S( i )  Sвих і )2 Sвих і де S(i) – значення функції, що інтерполюється на заданій довжині хвилі і, Sвиxi - дискретне значення вихідної спектральної чутливості ПОВ. Такий спосіб дає можливість створити більш досконалу, швидкодіючу, просту, не високовартісну, малогабаритну схему, яка має можливість автоматизації процесу вимірювання. Джерела інформації: 1. А. с. СССР №1730568 А1, кл. G01N21/17, 1992; 2. RU2276428, H01L21/428: Способ коррекции спектральной характеристики полупроводникового фоторезистора лазерным излучением, 2006; 3. US4467438, G06F15/20: Method and apparatus for determining spectral response and spectral response mismatch between photovoltaic devices, 1984. 5 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 59485 6 Підписне Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601