Излучатели полупроводниковые. Методы измерения силы излучения и энергетической яркости

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

СОЮЗАССР

ИЗЛУЧАТЕЛИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ

МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛЫ ИЗЛУЧЕНИЯ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ

ЯРКОСТИ

ГОСТ 19834.2—74

(СТ СЭВ 3788—82)

Издание официальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

Москв
а

Группа Э29

СТАНДАРТ СО ЮЗ 1 ССР

ИЗЛУЧАТЕЛИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ

Методы измерения силы излучения
и энергетическом яркости
Semiconductor emitters. Methods for measurement of
radiant intensity and radiance
ОКП 621000
Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 19 июля 1974 г. № 1731 срок действия установлен
с 01.01,76 до 01.01.57
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт распространяется на полупроводниковые излучатели некогерентиого излучения (далее—излучатели), в том числе бескорпусные, работающие в диапазоне длин волн 380—1400 нм и устанавливает методы измерения силы некогерент­ного излучения: метод непосредственного измерения и метод ^за­мещения; методы измерения энергетической яркости: прямой и косвенный.
Общие требования при измерении — по ГОСТ 19834.0—75.
Стандарт соответствует СТ СЭВ 3788—82 в части измерения силы излучения и энергетической яркости (см. справочное при­ложение 2).
(Измененная редакция, Изм. № 1).
«

1. МЕТОД НЕПОСРЕДСТВЕННОГО ИЗМЕРЕНИЯ СИЛЫ ИЗЛУЧЕНИЯ

1.1. П Р и и ц и п и режим измерения
1.1.1. Принцип измерения основан на измерении электриче­ского сигнала на выходе фотоприемника с известной чувствитель­ностью при воздействии на фотоприемник потока излучения от излучателя в определенном телесном угле. .
1.1.2. Значение прямого тока через излучатель должно соот­ветствовать установленному в стандартах или технических усло­виях на излучатели конкретных типов.
1.2. Аппаратура
1.2.1. Измерения проводят на установке, структурная схема которой приведена на черт. 1.

G—генератор тока; Z)—-излучатель; В—фотоприемник;
РА—измеритель тока; XI, Х2—контакты подключения из-
лучателя; L—расстояние от излучателя до фотоприем-
ника
Черт. 1
1.2.2. Генератор тока G должен обеспечивать задание и под­держание прямого тока через излучатель с погрешностью в пре­делах ±5%. При применении генератора прямоугольных импуль­сов тока частоту и длительность импульсов следует выбирать из условия обеспечения квазиимпульсного режима. Конкретное зна­чение частоты модуляции указывают в стандартах или техниче­ских условиях на излучатели конкретных типов. Предпочтительная частота модуляции 1—8 кГц.
1.2.3. Взаимное расположение излучателя и фотоприемника должно соответствовать оптической схеме, приведенной на черт. 2.

D—излучатель; /iD—размер излучающей поверхности, перпендикулярной к геометрической оси фотоприемника; S2—телесный угол излучения; /.—расстояние от излуча­теля до приемной площадки фотоприемника; F—диаграм­ма; В—фотоприемник; Яв—размер освещенного участка

Черт. 2
1.2.4. Значение телесного угла й, в пределах которого прово­дят измерения силы излучения, должно быть не более 0,1 ср. Рас­стояние Л и площадь диафрагмы или значение телесного угла должны быть указаны в стандартах или технических условиях на излучатели конкретных типов.
1.2.5. Относительная спектральная чувствительность фотопри­емника должна быть постоянной в диапазоне длин волн от Атах—ААтах-~ДА0.5 ДО Атах +ДАтах ±ДАо,5,
где Атах — номинальное значение длины волны максимума из­лучения излучателя, нм;
ДАщ'ах— разброс длины волны излучателя, нм;
ДАо,5 — ширина спектра излучения, нм.
Для исправления спектральной характеристики фстоприемника допускается применение корригирующих фильтров.
1.2.6. При использовании фотоприемника с неравномерной спектральной чувствительностью результаты измерений должны быть откорректированы расчетным путем. Расчет приведен в справочном приложении 3.
1.2.7. Измеритель тока РА должен обеспечивать измерение тока с погрешностью в пределах ±5%.
1.3. Проведение измерений и обработка ре­зультатов
1.3.1. Излучатель подключают к контактам XI 'и Х2 измери­тельной установки (черт. 1), устанавливают ток через излучатель, указанный в стандартах или технических условиях на излучатели конкретных типов, и измеряют ток измерителем тока РА.
1.3.2. Силу излучения излучателя /е в Вт/ср рассчитывают по формуле
/е = А-7ф, (1)
где 1ф— ток в цепи фотоприемника, А;
/<—коэффициент в Вт/(ср-А), учитывающий характеристи­ки фотопрйемника и конструктивные особенности из­мерительной установки и определяемый по формуле
где й—телесный угол, в пределах которого измеряют силу излучения, ср;
$ — чувствительность фотоприемника, А/Вт;
L—расстояние от излучателя до приемной площадки фо­топриемника, м;
А — площадь приемной площадки фотоприемника, м2.
1.4. Показатели точности измерений
1.4.1. Погрешность измерения силы излучения должна быть в пределах ±20% с доверительной вероятностью 0,95.

2. ИЗМЕРЕНИЕ СИЛЫ ИЗЛУЧЕНИЯ МЕТОДОМ ЗАМЕЩЕНИЯ

2.1. Принцип и режим измерения
2.1.1. Принцип измерения основан на сравнении силы излуче­ния проверяемого излучателя и рабочей меры с известной силой излучения, аналогичной по спектральному составу и простран­ственному распределению излучения проверяемому излучателю.
2.1.2. Режим измерения — по п. 1.1.2.
2.2. Аппаратура
2.2.1. Измерение силы излучения проводят на установке, струк­турная схема которой приведена на черт. 1.
2.2.2. Элементы измерительной установки — по пп. 1.2.2—1.2.7.'
2.3. Проведение измерений и обработка ре­зультатов
2.3.1. Рабочую меру силы излучения подключают к контактам А1 и А2 измерительной установки (черт. 1), устанавливают пря­мой ток и отсчитывают показания а0 измерителя тока РА.
2.3.2. Рабочую меру силы излучения заменяют излучателем, устанавливают прямой ток и отсчитывают показания аи измери­теля тока РА.
2.3.3. Силу излучения /е в Вт/ср рассчитывают по формуле /е=/ео-§-^ > (3)
где /ео— сила излучения рабочей меры, Вт/ср;
Zi— расстояние от излучателя до фотоприемника, м;
/2— расстояние от рабочей меры до фотоприемника, м.
2.4. Показатели точности измерений
2.4.1. Погрешность измерения силы излучения должна быть в пределах ±20% с доверительной вероятностью 0,95.
Разд. 1, 2. (Измененная редакция, Изм. № 1).

3. ПРЯМОЙ МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЯРКОСТИ

3.1. Принци пи режим измерения
3.1.1. Принцип измерения основан на измерении энергетиче­ской освещенности изображения излучающей поверхности излуча­теля, создаваемого оптической системой.
3.1.2. Режим измерения — по п. 1.1.2.
3.2. Аппаратура
3.2.1. Измерения проводят на установке, структурная схема которой приведена на черт. 1:
3.2.2. Элементы измерительной установки — по пп. 1.2.2,
1.2.5—1.2.7.
3.2.3. Взаимное расположение оптических элементов установки должно соответствовать черт. 3 или предусмотренному в стандар­тах или технических условиях на излучатели конкретных типов.

ab—излучающая поверхность D\ N' ЛГ—поле зрения; О—объектив; cd—чувстви­тельная к излучению поверхность фотоприемника В; ММ—отверстие диафрагмы F
Черт. 3

3.2.4. В зависимости от площади излучающей поверхности из­лучателя, отображенной приемной системой, в стандартах или технических условиях на излучатели конкретных типов задают диаметр поля зрения, его положение на излучающей поверхности и отношение площади излучающей поверхности к площади поля зрения.
3.2.5. Оптические элементы установки должны быть располо­жены так, чтобы диафрагма F была совмещена с плоскостью изо­бражения излучающей поверхности. Фотоприемник должен быть расположен за диафрагмой таким образом, чтобы все излучение, проходящее через диафрагму, попадало на чувствительную по­верхность фотоприемника.
3.3. Проведение измерений и обработка ре­зультатов
3.3.1. Излучатель подключают к контактам Х\ и Х2 измери­тельной установки и устанавливают прямой ток через излучатель, указанный в стандартах или технических условиях на излучатели конкретных типов.
3.3.2. Значение энергетической яркости излучателя отсчитыва­ют по прибору РА, проградуированному в единицах энергетиче­ской яркости. При отсутствии такой градуировки измеренное зна­чение энергетической яркости рассчитывают с учетом потерь на поглощение и отражение в объективе.
3.4. Показатели точности измерения
3.4.1. Погрешность измерения энергетической яркости должна быть в пределах ±30% с доверительной вероятностью 0,95.
J

4. КОСВЕННЫЙ МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЯРКОСТИ

4.1. Принцип и режим измерения
4.1.1. Принцип измерения основан на определении отношения силы излучения к площади излучающей поверхности излучателя.
4.1.2. Режим измерения — по п. 1.1.2.
4.2. Аппаратура
4.2.1. Измерения проводят на установке, структурная схема которой приведена на черт. 1.
4.2.2. Элементы измерительной установки — по пп. 1.2.2—1.2.7.
4.2.3. Площадь излучающей поверхности излучателя должна быть определена с погрешностью в пределах ± 10%.
4.3. Проведение измерений и обработка ре­зультатов
4.3.1. Излучатель подключают к контактам XI и Х2 измери­тельной установки, устанавливают ток через излучатель, указан­ный в стандартах или технических условиях на излучатели кон­кретных типов, измеряют ток измерителем тока РА.
4.3.2. Расчет силы излучения — по п. 1.3.2.
4.3.3. Площадь излучающей поверхности излучателя измеряют с помощью микроскопа или другого измерительного прибора с точностью, указанной в стандартах или технических условиях на излучатели конкретных типов.
Вт
4.3.4. Энергетическую яркость Le в - ■ рассчитывают по фо­рмуле
^е = -4£- , (4)
где /е— сила излучения, Вт/ср;
А — площадь излучающей поверхности, м2.
4.4. Показатели точности измерений
4.4.1. Погрешность измерения энергетической яркости должна быть в пределах ±25% с доверительной вероятностью 0,95.
Разд. 3, 4. (Введены дополнительно, Изм. № 1).
Приложение 1 рекомендуемое (Исключено, Изм. № 1).

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Справочное

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

о соответствии ГОСТ 19834.2—74 СТ СЭВ 3788—82
Разд. 1 и 2 ГОСТ 19834.2—74 соответствуют разд. 1 СТ СЭВ 3788—82
Разд. 3 и 4 ГОСТ 19834.2—74 соответствуют разд. 3 СТ СЭВ 3788—82

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Справочное

МЕТОДИКА УЧЕТА НЕРАВНОМЕРНОСТИ СПЕКТРАЛЬНОЙ

ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ФОТОПРИЕМНИКА

При использовании фотоприемника с неравномерной спектральной чувстви­тельностью результат измерения р