Partner: Physikalisch-Technische Bundesanstalt in Braunschweig und Berlin (PTB) und sglux GmbH
Zeitraum: 2011
Förderkennzeichen: BMWi ZIM 2194602RR9

Abstract
For monitoring high UV irradiance, silicon carbide (SiC) based photodiodes are used. This project characterized novel SiC UV photodiodes in terms of their spectral and integral responsivity. Special attention was paid to the aging behavior of the photodiodes due to high UV irradiance. Artificial aging of the samples were performed by illumination with a high power medium pressure mercury discharge lamp. After burn in no degradation could be measured.

Veröffentlichungen
S. Nowy¹, B. Barton¹, S. Pape¹, P. Sperfeld¹, D. Friedrich¹, S. Winter¹, G. Hopfenmueller², T. Weiss²,
¹Physikalisch-Technische Bundesanstalt Braunschweig und Berlin (PTB), 4.1 Photometry and Applied Radiometry, Braunschweig, Germany, ²sglux GmbH, Berlin, Germany

„Characterisation of SiC photodiodes for high irradiance UV radiometers“
Proceedings of NEWRAD2011, edited by S. Park and E. Ikonen. (Aalto University, Espoo, Finland, 2011) p. 203.

Partner: Physikalisch-Technische Bundesanstalt in Braunschweig und Berlin (PTB) und sglux GmbH
Zeitraum: 2010 – 2012
Förderkennzeichen: BMWi ZIM 2194602RR9

Abstract
Processes like UV water purification or UV hardening require high intensity UV radiation where a traceable calibration did not exist. German sglux GmbH together with PTB (Physikalisch-Technische Bundesanstalt, German national metrology institute) developed the world’s first traceable calibration standard for high irradiation level, in particular for UV water purification sensor calibration

Veröffentlichungen
B. Barton¹, P. Sperfeld¹, A. Towara¹, G. Hopfenmueller²,
¹Physikalisch-Technische Bundesanstalt Braunschweig und Berlin (PTB), 4.1 Photometry and Applied Radiometry, Braunschweig, Germany, ²sglux GmbH, Berlin, Germany
„Developing and setting up a calibration facility for UV sensors at high irradiance rates“
EMEA Regional Conference, Karlsruhe, Germany (2013)

P. Sperfeld¹, B. Barton¹, S. Pape¹, G. Hopfenmueller²,
¹Physikalisch-Technische Bundesanstalt Braunschweig und Berlin (PTB), 4.1 Photometry and Applied Radiometry, Braunschweig, Germany, ²sglux GmbH, Berlin, Germany
„Traceable spectral irradiance measurements at UV water disinfection facilities“
EMEA Regional Conference, Karlsruhe, Germany (2013)

G. Hopfenmueller¹, T. Weiss¹, B. Barton², P. Sperfeld², S. Nowy², S. Pape², D. Friedrich², S. Winter², A. Towara², A. Hoepe², S. Teichert²,
¹sglux GmbH, Berlin, Germany, ²Physikalisch-Technische Bundesanstalt Braunschweig und Berlin (PTB), 4.1 Photometry and Applied Radiometry, Braunschweig, Germany
„PTB traceable calibrated reference UV radiometer for measurements at high irradiance medium pressure mercury discharge lamps“
EMEA Regional Conference, Karlsruhe, Germany (2013)

P. Sperfeld¹, B. Barton¹, S. Pape¹, A. Towara¹, J. Eggers², G. Hopfenmueller³,
¹Physikalisch-Technische Bundesanstalt Braunschweig und Berlin (PTB), Germany, ²DVGW-Technologiezentrum Wasser, Karlsruhe, Germany, ³sglux GmbH, Berlin, Germany
„Spectral irradiance measurement and actinic radiometer calibration for UV water disinfection“
Metrologia, issue 51 (2014), S. 282-288.

P. Sperfeld¹, B. Barton¹, S. Pape¹, A. Towara¹, J. Eggers², G. Hopfenmueller³,
¹Physikalisch-Technische Bundesanstalt Braunschweig und Berlin (PTB), Germany, ²DVGW-Technologiezentrum Wasser, Karlsruhe, Germany, ³sglux GmbH, Berlin, Germany
„Spectral Irradiance Measurement and Actinic Radiometer Calibration for UV Water Disinfection“
Proceedings of NEWRAD 2014, edited by S. Park, P. Kaerhae and E. Ikonen. (Aalto University, Espoo, Finland 2014) p. 128.

Partner: Physikalisch-Technische Bundesanstalt in Braunschweig und Berlin (PTB) und sglux GmbH
Zeitraum: 2011
Förderkennzeichen: BMWi ZIM 2194602RR9

Abstract
A detailed study of different properties of UV diffusers was performed. Diffusers are essential components of UV radiometers used as transfer standards. They improve the insensitivity to differing radiation situations.

Veröffentlichungen
Barton¹, B., Sperfeld¹, P., Nowy¹, S., Towara¹, A., Hoepe¹, A., Teichert¹, S., Hopfenmueller², G., Baer³, M. and Kreuzberger³, T.
¹Physikalisch-Technische Bundesanstalt Braunschweig und Berlin (PTB), 4.1 Photometry and Applied Radiometry, Braunschweig, Germany, ²sglux GmbH, Berlin, Germany, ³SGIL Silicaglas GmbH, Langewiesen, Germany

„Characterisation of new optical diffusers used in high irradiance UV radiometers“
Proceedings of NEWRAD2011, edited by S. Park and E. Ikonen. (Aalto University, Espoo, Finland, 2011) p. 278.

Partner: sglux GmbH
Zeitraum: 2011-2013
Förderkennzeichen: BMWi ZIM EP 102409

Abstract
A 128 pixel SiC UV spectrometer with a wavelength resolution of 2.3nm/pixel was development. The advantage of such kind of UV spectrometers result from the extreme radiation hardness and very high visible blindness of SiC compared with Si based UV spectrometers leading to zero stray light effects caused by visible light. This new spectrometer technology allows precise UV spectrometry in the presence of strong visible light such as UV measurements in the bright sun or under room light. Another advantage of the SiC based UV spectrometer results from the high radiation hardness and low dark current of this material. This features lead to a broader dynamic range of the spectrometer compared with conventional Si based spectrometers.

Partner: Physikalisch-Technische Bundesanstalt in Braunschweig und Berlin (PTB) und sglux GmbH
Zeitraum: 2014 – 2019

Abstract
Measurement and calibration facilities and calibration methods for high UV irradiation will be established within this project. These methods will accord to the calibration procedures of the Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) and will allow sglux to offer novel industry-based calibration services. Hereby the project is focussing on the UV curing industry. Based on results of a corporate BMWi ZIM project, reference radiometers and standard sources with high UV irradiation will be optimized for this application field.

Partner: Leibniz Ferdinand Braun Institut für Höchstfrequenztechnik (FBH), Leibniz Institut für Kristallzüchtung (IKZ), sglux GmbH
Zeitraum: 2016 – 2019
Förderkennzeichen: BMBF 03ZZ0119A

Abstract
This project aims at the development of optics, electronics and software for miniaturized SiC UV spectrometers and camera modules. sglux as the first company worldwide is working on a new product family of Silicon Carbide (SiC) based UV spectrometers (up to 1024 pixel resolution). The advantage of such UV spectrometers results from the extreme radiation hardness and very high visible blindness of SiC compared with Silicon (Si) based UV spectrometers leading to negligible degradation and zero stray light effects caused by visible light. This new spectrometer technology allows precise UV spectrometry also at presence of strong visible light such as UV measurements in the bright sun (e.g. UV Index spectroscopy) or under room light. Another advantage of the SiC UV spectrometer results from the high radiation hardness and low dark current of this material. These features lead to a broader dynamic range of the spectrometer compared with conventional Si based spectrometers. Spectrometers with a 128 pixel resolution are available for evaluation purpose.

Partner: sglux GmbH
Zeitraum: 2015
Förderkennzeichen: BMBF 03ZZ0109

Abstract
Before starting this project no laboratory worldwide performed traceable calibration chains for mobile UV reference radiometers. Our work aimed at a scientific evaluation and completion of UV calibration chains realizing a PTB traceability. This goal was reached by systematic evaluation, improvement and completion of an existing measurement method. As a result we now present as the first laboratory worldwide a traceable calibration chain in the ultraviolet region. This new method will be applied by the members of the “advanced UV for life” project where the method serves to determine properties of the new products planned (mainly UV LED) by means of a traceable measurement. Furthermore, this new method will by applied by sglux to determine the properties of own products and products of third parties by means of calibration service.

Partner: Universiät Freiberg und sglux GmbH
Zeitraum: 2017 – 2018

Zusammenfassung
Der UV-Index nach ISO 17166 ist ein Maß für das Risiko eines Sonnenbrands (Erythema solare) bei einer gegebenen solaren UV-Exposition. Erfasst wird der UV-Index mittels Spektroradiometern. Da diese Systeme in Anschaffung und Betrieb hohe Kosten verursachen, ist bei einer geplanten Verdichtung oder Neuanlage meteorologischer Messnetze die Verwendung kleiner, robuster und wartungsarmer UV-Index-Radiometer zu prüfen.
Primär ist hier die Messunsicherheit beider Konzepte zu vergleichen. Bei Spektroradiometern beträgt diese Messunsicherheit ± 5 % (Egli et al.¹). Die hier zusammengefasste Studie ermittelt die Messunsicherheit von UV-Index-Radiometern des Herstellers sglux GmbH. Hierzu wurden in Summe 2073, an unterschiedlichen Stellen der Erde rückführbar ermittelte, Sonnenspektren (UVI 0,5 bis UVI 13,5) in einer Datenbank erfasst. Aus allen Spektren wurde nach der in ISO 17166 benannten Formel der UV-Index errechnet. Der vom UV-Index- Radiometer gemessene Wert wurde durch Integrierung des jeweiligen Sonnenspektrums mit der spektralen Empfindlichkeit von sieben unterschiedlichen UV-Index-Sensoren ermittelt. Der Unterschied dieser sieben Sensoren bestand aus leicht abweichenden spektralen Empfindlichkeiten, die sich aus nicht vermeidbaren Fertigungstoleranzen ergeben. Aus den beiden Werten wurde für jedes einzelne Sonnenspektrum mit sieben unterschiedlichen Sensoren jeweils der UV-Index errechnet. Diese Werte wurden mit dem jeweiligen aus den Angaben der Norm und den Sonnenspektren ermittelten UV-Indizes verglichen und jeweils eine Messabweichung errechnet, in Summe also 14.511 Werte.
Im Ergebnis ist festzustellen, dass die durch Fertigungstoleranzen erzeugten leicht verschiedenen spektralen Empfindlichkeiten keinen messbaren Einfluss auf die Messabweichung haben. Extremwerte der Sonnenspektren wie UV-Indices von unter 0,5 führten aber zu einer deutlichen Messabweichung. Es wurde erkannt, dass diese Messabweichung einer definierbaren Regel folgt. Entsprechend wurde eine Korrekturmatrix entwickelt und in der Firmware des UV-Index-Radiometers hinterlegt. Nach Anwendung dieser Korrekturmatrix konnte die Messabweichung auch bei extrem niedrigen UV-Indizes auf unter ± 5 % reduziert werden.
Die Messabweichung des UV-Index-Radiometers liegt also im gleichen Bereich wie die für Spektroradiometer berichteten Werte. Dieses Ergebnis ermutigt, weitere Untersuchungen anzustellen. In einer aktuell laufenden Untersuchung wird die Winkelabhängigkeit des UV- Index-Radiometers zu einer von der ISO 17166 geforderten Kosinuskurve hin evaluiert und optimiert. Sollten hier ähnlich gute Ergebnisse wie bei der Messung mit Spektroradiometern erzielbar sein, kann das Ergebnis im Feldeinsatz durch Vergleichsmessungen mit Spektroradiometern validiert werden. Im Erfolgsfall könnte das UV-Index-Radiometer als zuverlässige Ergänzung oder sogar Ersatz von Spektroradiometern betrachtet werden. Besonders in Gegenden, in denen kein ausreichend qualifiziertes Personal zum Betrieb der Spektroradiometer vorhanden ist, können UV-Index-Radiometer einen wichtigen Beitrag zur Gewinnung lokaler Werte des UV-Index darstellen.