ISFH CalTeC - Sensoren

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Spektralradiometrische Messungen

Prüfung von Spektralradiometern

Die Messung der spektralen Bestrahlungsstärke erfordert ein Spektralradiometer. Dies ist ein Spektrometer welches bezüglich Wellenlänge und spektraler Bestrahlungsstärke absolut kalibriert ist.

Normalerweise werden Spektrometer ab Werk nur mit einer Wellenlängenkalibrierung ausgeliefert. Für diese Kalibrierung werden schmalbandige Emissionslinien bekannter Wellenlängen gemessen und die Werte dazwischen interpoliert.

Ein mit einer solchen Kalibrierung gemessenes Spektrum eines Strahlers bildet das eigentliche Spektrum jedoch im Allgemeinen nicht korrekt ab, da alle optischen Komponenten entlang des Strahlengangs (wie z.B. Spiegel, Filter und Beugungsgitter) sowie der Detektor unterschiedlich auf verschiedene Teile des Spektrums reagieren und dadurch das Messergebnis beeinflussen.

Um diesem Problem zu begegnen, benötigt man eine Übertragungsfunktion welche die beliebige Intensitäts-Skala des Detektors in eine physikalisch aussagekräftige Skala überführt. Eine solche Funktion wird in 3 Schritten bestimmt:

Im ersten Schritt messen wir die bekannte spektrale Bestrahlungsstärke einer 250 W Wolfram-Halogenlampe in einem Abstand von 300 mm in einem Wellenlängenbereich von 300 nm bis 1700 nm in digitalen Einheiten (counts) des Detektors. Die spektrale Bestrahlungsstärke des verwendeten Strahlernormals ist rückführbar auf ein Primärnormal der Physikalisch Technischen Bundesanstalt (PTB) in Braunschweig.

Im zweiten Schritt berechnen wir die Übertragungsfunktion, welche es uns erlaubt die Bestrahlungsstärke in der absoluten Einheit W/(m2 nm) anzugeben.

Im dritten Schritt wird die korrekte Bestimmung der spektralen Bestrahlungsstärke eines Strahlernormals mit einer ISO 17025 akkreditierten Testprozedur geprüft.