红外发射二极管的辐射强度检测：核心项目与方法详解

一、检测项目与技术要求

1. 辐射强度（Radiant Intensity）

• 定义：单位立体角内发射的红外光功率（mW/sr）。
• 检测目的：验证IRED在特定驱动电流下的有效辐射范围。
• 方法：使用光功率计结合精密旋转台，在标准距离（如1米）处测量法线方向的最大辐射值，需在暗室中消除环境光干扰。
• 标准参考：IEC 60825-1（激光产品安全标准）。

2. 峰值波长与光谱宽度

• 定义：发射光谱的峰值波长（典型值850nm、940nm）及半高宽（FWHM）。
• 检测目的：匹配接收器（如光敏二极管）的响应波段，避免串扰。
• 方法：采用光谱分析仪（如Ocean Optics系列）或单色仪，通过光栅分光后测量光谱分布。需确保IRED工作在额定电流下，避免温漂影响。

3. 辐射功率（Radiant Flux）

• 定义：总发射光功率（单位：mW）。
• 检测目的：评估IRED的整体能量输出效率。
• 方法：使用积分球（Ulbrich球）配合光功率传感器，测量全空间的光通量积分值。需校准积分球的吸收损耗。

4. 辐射半角（Beam Divergence）

• 定义：辐射强度下降至峰值50%时的发散角度。
• 检测目的：确定IRED的指向性，适用于定向传输（如红外通信）或广角覆盖（如感应器）。
• 方法：旋转探测器记录不同角度下的光强，绘制极坐标图并计算半角值。

5. 响应时间（Rise/Fall Time）

• 定义：从驱动电流变化到光输出达到稳定值的90%所需时间（上升时间）及下降到10%的时间（下降时间）。
• 检测目的：影响高速调制性能（如红外数据传输速率）。
• 方法：脉冲驱动IRED，用高速示波器（带宽≥100MHz）和光电探测器捕捉光信号波形。

6. 温度特性

• 检测项目：
  • 温漂系数：辐射强度随温度的变化率（%/℃）。
  • 高温老化：在85℃环境下持续工作1000小时，检测性能衰减。
• 方法：恒温箱控制温度，实时监测光功率输出。需对比25℃基线值计算温漂。

7. 反向漏电流

• 定义：在反向偏置电压下的漏电流（通常要求＜10μA）。
• 检测目的：判断PN结质量，漏电流过高可能预示器件缺陷。
• 方法：用数字万用表或源表（如Keysight B2900系列）施加反向电压（如5V），记录电流值。

8. 光斑均匀性

• 定义：辐射光斑的能量分布一致性。
• 检测目的：避免“热点”或暗区，影响光学系统设计。
• 方法：红外相机或CCD成像系统配合分析软件，量化光斑的灰度均匀性。

二、检测设备清单

三、检测标准与行业规范

1. IEC 60825-1：激光与LED产品安全分级。
2. GB/T 18904.3：中国光电子器件测试方法标准。
3. JEDEC JESD22-A108：半导体器件可靠性测试。

四、检测数据应用场景

• 安防监控：辐射强度与半角决定红外补光灯的有效监控距离与覆盖范围。
• 医疗设备：严格的波长控制（如940nm）可避免与生物组织吸收峰冲突。
• 通信系统：响应时间与调制带宽直接影响数据传输速率（如IrDA协议）。

五、常见问题与解决方案

1. 辐射强度偏低：检查驱动电流是否达标，或PN结存在老化。
2. 光谱偏移：散热不良导致结温升高，需优化散热设计。
3. 光斑不均匀：透镜装配误差或芯片缺陷，需重新校准或更换器件。