KALIBRIER- UND FORSCHUNGSLABORATORIUM FÜR OPTISCHE STRAHLUNG (CARLO)
Neues Kalibrier- und Forschungslaboratorium für optische Strahlung (CARLO)
Als Ergebnis eines zweijährigen Forschungsprojekts, das im Jahr 2020 abgeschlossen wurde, entwickelte GL Optic neue Kalibrierungseinrichtungen und richtete das neue Kalibrier- und Forschungslaboratorium für optische Strahlung ( CARLO ) ein. Heute ist CARLO das einzige Labor in Mittel- und Osteuropa, das mit dem Schwarzkörperstrahler (Black-Body-Radiator) – der primären Standardquelle für die Implementierung von Einheiten für spektrale Bestrahlungsstärke – ausgestattet ist. Diese Art von Referenznormalen findet man nur in den führenden nationalen Metrologieinstituten (NMIs), wie z.B. NIST, PTB, NPL oder VNIIOFI.
Das erforderliche Maß an Qualität, geringer Unsicherheit und Rückführbarkeit der absoluten spektralen Kalibrierung wird durch die doppelte Verifizierung der Referenznormalen gewährleistet. Unser Schwarzkörperstrahler (Black-Body), auch planckscher Strahler genannt, wurde vom Allrussischen Forschungsinstitut für optische und physikalische Messungen (VNIIOFI) geliefert. Das Wissenschaftsinstitut VNIIOFI hat ein staatliches System zur Gewährleistung der Einheitlichkeit der Messungen in der Photometrie, Radiometrie und optischen Strahlung geschaffen.
Das einzige Labor in Mittel- und Osteuropa, das mit dem Schwarzkörperstrahler (Black-Body) ausgestattet ist
Dieser Schwarzkörperstrahler stellt zusammen mit einem automatischen optischen Komparator und einem Doppelmonochromator das spektrale Bestrahlungsstärke-Normal dar. Der Doppelmonochromator mit Photomultiplier, SI- und InGaS-Detektoren kann Messungen im Spektralbereich 200-2400 nm durchführen. Die Konsistenz der mit dieser Einrichtung erzielten Ergebnisse wird durch vergleichende Studien mit dem VNIIOFI-Institut – Mitglied des Beratenden Ausschusses für Photometrie und Radiometrie (CCPR) und der Arbeitsgruppe für Schlüsselvergleiche (CCPR-WG-KC) – bestätigt. Eine zusätzliche Verifizierung der erzielten Ergebnisse wird durch den Vergleich mit dem von VNIIOFI zertifizierten Wolfram-Halogen-Standard erreicht. Der optische Komparator wird zur Herstellung optischer Strahlungsnormale im Spektralbereich 200-2400 nm verwendet. Bei Bedarf kann er auch zur spektralen Kalibrierung von Spektralradiometern verwendet werden.
Video
CARLO bietet einen Kalibrierdienst an, der den Umfang und die Qualität der grundlegenden individuellen Kalibrierverfahren erweitert, die für jedes hergestellte Gerät durchgeführt werden.
Die Kalibrierungen spektralradiometrischer Instrumente werden in speziellen Vorrichtungen durchgeführt, die für verschiedene Stufen des Kalibrierverfahrens vorgesehen sind. Das Verfahren besteht aus mehreren Schritten und wird unter Verwendung der folgenden Kalibrierstände durchgeführt:
Prüfstand für die Wellenlängenkalibrierung
Prüfstand für die Wellenlängenkalibrierung von Array-Spektralradiometern, die mit Hilfe einer Hg-Ar-Niederdrucklampe realisiert wurden, die Quecksilber- und Argon-Spektrallinien von 253-1700 nm erzeugt. Er ist für die Bestimmung der Wellenlänge bestimmt, die durch jedes Pixel des Array-Detektors repräsentiert wird, der im Spektroradiometer verwendet wird. Ein geeignetes Software-Tool, das mit dem Stativ geliefert wird, kann das Polynom bestimmen, das verwendet wird, um die Beziehung zwischen Pixelposition und spektraler Wellenlänge auszudrücken.
Prüfstand für Streulichtunterdrückung
Das Kalibrierverfahren basiert auf Serien von Spektralmessungen über den vom Spektralradiometer benötigten Wellenlängenbereich. Eine spezielle Software erstellt dann die Korrekturtabelle, die zu Eingabedaten (Korrekturdatei) für den Streulichtreduktionsalgorithmus wird, der von der Firmware der Spektralradiometer von GL Optic verwendet wird. Die Software zur Streulichtreduzierung kann Streulicht bis zu 2*10E-4 für GL SPECTIS 5.0 Touch reduzieren.
Prüfstand zur Kalibrierung der Linearität von Detektoren
Diese Station besteht aus einer 7 m langen, voll programmierbaren, automatischen optischen Bank mit spezieller Software. Die Länge der optischen Bank in Verbindung mit einer hohen Positioniergenauigkeit (bis zu 10 µm) ermöglicht die einfache Nutzung des inversen Quadratgesetzes in einem weiten dynamischen Bereich und gewährleistet einen deutlich geringeren Fehler im Vergleich zu anderen Methoden der Linearitätskalibrierung. Die optische Bank kann einen Dynamikbereich von 1:1000 mit einem Durchgang und über 1:1000000 mit mehreren Durchgängen abdecken. Sie kann zur Linearitätsprüfung und Kalibrierung von Spektralradiometern, Photometern und Radiometern verwendet werden.
Kalibrierung der absoluten spektralen Bestrahlungsstärke und Beleuchtungsstärke
Die verschiedenen Referenznormalen und Lichtquellen sind auf einem automatischen Wechsler montiert, der mit derselben optischen Bank kombiniert ist, und werden zur Durchführung der absoluten spektralen Bestrahlungs- und Beleuchtungsstärkekalibrierungen verwendet. Die erweiterte spektrale Kalibrierung im Bereich von UV 200 nm über den gesamten VIS-Bereich bis hin zum NIR 1050 nm erfolgt unter Verwendung von Deuterium- und Halogenstandards. Diese Einrichtung ist in der Lage, absolute Kalibrierungen von Photometern und Spektralradiometern durchzuführen.
