Browsing by Author "Poikonen, Tuomas Heikki Johannes"

Now showing 1 - 2 of 2

Characterization of LED luminous flux and photometer spectral responsivity
(2010) Poikonen, Tuomas Heikki Johannes
School of Electrical Engineering | Licentiate thesis
LEDs are widely used in electronic equipment and different applications of lighting, The optical properties of LEDs differ from incandescent lamps in several ways making photometric measurements challenging. In this thesis, a multifunctional setup based on an integrating sphere has been developed for luminous flux measurements of LEDs. The port design of the setup allows the total and partial luminous flux of low- and high-power LEDs to be measured using a single 30-cm integrating sphere. The light beams of the calibration source and the test LEDs illuminate the sphere in the same direction in all measurement modes. The integrating sphere was thoroughly characterized including spectral throughput measurements in all measurement geometries and spatial scanning of the sphere with a rotating stage and a collimated LED. The luminous flux responsively of the sphere was calibrated against a standard photometer by producing an external luminous flux using a stable incandescent lamp. The expanded uncertainty (k = 2) of the measurement setup varies between 1.2 - 4.6 % depending on the measurement mode, colour and the angular intensity distribution of the test LED. The quality of photometer spectral matching with the spectral luminous efficiency function V(lambda) was studied. The CIE quality factor f₁' gives information on the errors introduced, when measuring ordinary broadband light sources with different spectral power distributions. The wavelength uncertainty of the spectral responsivity measurement of filtered detectors may cause a large biased contribution to the measured spectral responsivity. The relative spectral responsivities of two photometers were measured to estimate the uncertainties of their f₁' values. By combining random and biased error models in the Monte Carlo analysis, it can be seen that the biased uncertainty components dominate the total uncertainty of the spectral quality factor. If the random error model is used alone, the uncertainty of f₁' is underestimated even by an order of magnitude.
Luminous flux measurement of light emitting diodes
(2007) Poikonen, Tuomas Heikki Johannes
Helsinki University of Technology | Master's thesis
Tässä diplomityössä suunniteltiin, rakennettiin ja karakterisoitiin laitteisto LEDien valovirran mittaamiseen Teknillisessä korkeakoulussa. Mittauslaitteisto perustuu integroivan pallon menetelmään ja on CIE 127-standardin suosituksien mukainen. Samalla integroivalla pallolla voidaan mitata sekä pienteho-LEDin että suurteho-LEDin kokovalovirta ja osavalovirta. Myös pienten hehkulamppujen kokovalovirta voidaan mitata. Pallossa on detektoriportin ja apu-LEDin portin lisäksi vain yksi pääportti, johon eri mittausmoodeissa tarvittavat apertuurit ja valotanko voidaan kiinnittää. Monissa muissa integroivissa palloissa valotangolle on varattu erillinen portti, joka heikentää pallon heijastusominaisuuksia. Pallomme porttirakenteen ansiosta valo osuu jokaisessa mittausmoodissa keskimäärin samaan kohtaan puhdasta puolipalloa, vähentäen mittausmoodien välistä mittausvirhettä. Mittauksia varten rakennettiin myös kaksi LEDien lämpötilasäätäjää ja lämpötilanäyttö. Mittauslaitteiston kalibrointiin käytettiin valovoimalamppua osavalovirtamoodissa. Kalibroinnin siirto kokovalovirtamoodeihin tehtiin käyttämällä valkoista apu-LEDiä. Menetelmä on helpompi ja nopeampi kuin hehkulamppujen käyttö kaikissa kalibroinneissa. Pallofotometrin spektrinen läpäisy ja suhteellinen spektrinen vaste mitattiin. Pallofotometrin f_1'-luvuksi saatiin kokovalovirtamoodi A:ssa 4.6 %, kun pallon läpäisy huomioitiin. Pelkälle fotometrille f_1 on 1.9 %. Tulos osoittaa, että värikorjauskerrointa tulee käyttää tulosten korjaamisessa, vaikka käytössä olisikin laadukas fotometri. Kaksi valkoista LEDiä karakterisoitiin ja niiden valovirrat mitattiin. Laitteiston laajennettu epävarmuus (k=2) on välillä 0.5 % ja 2.2 % riippuen mittausmoodista ja mitattavan LEDin ominaisuuksista. Epävarmuus on samaa suuruusluokkaa muiden vastaavien mittauslaitteistojen kanssa. Mittauslaitteisto on käyttövalmis ja sitä voidaan käyttää asiakkaiden standardi LEDien kalibrointiin ja LEDien tutkimukseen.