2.2. Описание установки
Характеристики светодиодов исследуются с помощью установки, схематически представленной на рис. 2.5. Установка содержит RGB-светодиод 1 с несколькими кристаллами 2, излучающими различные длины волн. Измерения спектральных характеристик светодиодов производятся с помощью спектрометра быстрого сканирования 3 (СБС) через волновод 4. Построение спектров происходит автоматически на подключенном к СБС персональном компьютере 5 с помощью программного пакета SpectraSuite. Мощность излучения светодиода регулируется путем изменения прямого тока, поступающего от блока питания PSM-6003. Для контроля значения тока используется амперметр GDM-8246, значение напряжения можно определить с помощью вольтметра, встроенного в блок питания PSM-6003.
Рис. 2.5. Схема для исследования характеристик светодиода
Установка позволяет производить измерения в широком диапазоне температур на светодиоде, задаваемых с помощью элемента Пельтье 6. Температуру можно регулировать с помощью изменения тока, поступающего на элемент Пельтье с блока питания SPS-606.
2.3. Проведение измерений
Включить компьютер. Запустить программу SpectraSuite. Убедиться, что спектрометр обнаружился (появилось его изображение в левой панели 1, рис. 2.6), иначе вручную провести рескан приборов, для чего выбрать "Rescan Devices" в меню 2 "Spectrometer". Если спектрометр все равно не обнаружился, следует переключить USB-кабель в другой разъем и провести рескан заново.
Рис. 2.6. Рабочее окно программы SpectraSuite
Включить источник питания светодиода (PSM-6003). Нажать кнопку "V set" и установить напряжение 20 В, затем нажать кнопку "I set" и установить ток 0,023 А. Включить выходное напряжение кнопкой "Output". Вращая ручки резисторов, регулирующие токи отдельных светодиодов, понаблюдать за изменением спектра на экране компьютера и цвета излучения СИД на панели измерительного блока.
Настроить диапазон измерения в программе SpectraSuite. Для этого установить ширину окна 8 ед. (12); токи, протекающие через каждый кристалл СИД на максимум, убедиться в отсутствии переполнения (полочки в верхней части спектра, спектр должен быть "острым"). Если переполнение хотя бы у одного кристалла наблюдается, следует снизить (примерно до 1 с) время интеграции (11) таким образом, чтобы переполнение исчезло, но интенсивность спектров на экране была бы максимальной.
Убрать фоновый шум. Для этого отключить питание кнопкой "Output", измерить один спектр и остановить измерения (6), записать шумовой спектр (8), удалить шум (9) и включить непрерывные измерение снова (7), включив питание.
Сохранить спектр на диск компьютера. Для этого нажать кнопку (10) и в появившемся окне выбрать в графе “File type” выбрать пункт “Tab Delimited”. Нажав кнопку "Browse", перейти в папку D:\Students, создать папку группу (если ее еще нет) и бригады (например D:\Students\6202\6202-1\). Ввести имя файла в соответствующем поле. Рекомендуется использовать следующий формат названия: "B4 G8 R3 T16.txt", где B, G или R - обозначения цвета кристалла (синий, зеленый или красный), цифра рядом с буквой – значение тока в мА (B4 - синий кристалл, ток =4 мА), Т – температура (T16 – 16ºС). Окно папки закрыть и сохранить файл, нажав "Save". Следует обязательно убедиться, что файл сохранен в правильной папке в правильном формате (txt), для чего необходимо перейти в папку с помощью стандартного Проводника Windows, найти и открыть файл. Название каждого файла следует записывать в протокол измерений.
Включить амперметр GDM-8246, убедиться, что выбран предел измерения – десятки мА.
Измерить и сохранить на диск спектральные характеристики каждого кристалла при токах от 1 до 11 мА через 2 мА, поочередно переключая режим измерения верхним тумблером в положения B, G или R. Измерить и сохранить спектры для токов, равных 5 и 11 мА, протекающих одновременно через все кристаллы.
Регулируя токи на кристаллах, добиться белого цвета излучения СИД. Записать полученные токи и сохранить спектр. Оставить белый цвет и в дальнейшем его не менять!
Переключить тумблер режима нагрева в положение «О» (охлаждение). Включить источник питания элемента Пельтье (SPS-606). Задаваемое на нем напряжение не должно превышать 3.5 В, а ток 5 А. Изменяя напряжение, охладить СИД до минимальной температуры (порядка -5 ºС). Записать спектр СИД.
Измерить спектры в диапазоне от минимальной температуры до +65 ºС через 10 ºС. При достижении комнатной температуры тумблер режима нагрева следует переключить в положение «Н», уменьшив в ноль напряжение на SPS-606. Напряжение на SPS-606 следует повышать постепенно, избегая перегрева СИД.
Провести измерения при температуре +65 ºС в соответствии с п. 7 ‑ 8.