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Übersicht: Faser gekoppelte LED

Faser gekoppelte LED - Module und ihre Einsatzmöglichkeiten

Wenn Licht aus LED in faseroptischen Systemen der Sensorik, Beleuchtung oder Datenübertragung verwendet werden soll, muss das in den gesamten Halbraum abgestrahlte LED Licht an den ausgewählten Lichtwellenleiter angekoppelt werden. Die Konstruktion der Faser – Chip – Kopplung kann unter verschiedenen Aspekten otimiert werden.

  • Abhängig vom Durchmesser und der numerischen Apertur (NA) der Faser und der Größe des LED Chips können strahlformende Optiken (Parabolreflektoren oder Linsen) sinnvoll sein. Sind Faserdurchmesser und LED Diagonale etwa gleich groß, ist eine präzise Stoßkopplung die bessere Lösung.
  • Die Optimierung des Wirkungsgrades oder der maximalen Lichtleistung in der Faser führt meist auf unterschiedliche, konstruktive Lösungen: ein optimierter Wirkungsgrad führt zu hoher Energieeffizienz z. B. in mobilen Geräten, maximale optische Leistung auch bei schlechtem Wirkungsgrad kann Voraussetzung für die Realisierbarkeit mancher Systemkonzept sein.
  • Die Kopplung einer POF Faser mit einer maximalen Wärmebelastbarkeit von 85°C an eine thermisch deutlich höher belastbare LED beschränkt die konstruktiven Möglichkeiten. Durch die Verwendung von Wärme ableitenden Konstruktionen können aber sehr attraktive Lösungen gefunden werden.
  • Wenn Faserbündel anstelle von Einzelfasern an die LED angekoppelt werden sollen, ist das zusätzliche Kriterium der gleichmäßigen Ausleuchtung jeder Einzelfaser im Faserbündel zu beachten. Bei textilen Anwendungen muss jede Einzelfaser des Faserbündels gleiche Helligkeit aufweisen.
  • Spezielle Anforderungen wie ein wasserdichter Aufbau der Faser – Chip – Kopplungskonstruktion treten vorwiegend bei der textilen Anwendung auf, da das System auch nach Waschgängen in einer Waschmaschine funktionsfähig sein muss.

Häufig gefragte Standardanwendungen in der Fülle der möglichen Anwendungen für Faser – Chip – gekoppelte Module sind:

  • LED Module mit Faserpigtail zur Datenübertragung auf Lichtwellenleiter,
  • Faser gekoppelte Module zur Ausleuchtung sehr kleiner Flächen für Sensoranwendungen,
  • Module zur Homogenisierung der von der LED abgestrahlten Lichtleistung z. B. zum Aufbau von Projektionssystemen (s. Pointer),
  • Faser gekoppelte LED – Module für die Kopplung verschiedener Wellenlängen (“RGB Module” aus aktiven 1 x X Koppler),
  • zur faseroptischen Energieübertragung.

Die folgenden Bilder zeigen im Überblick einige typisch und häufig gefragte LED – Module zur Kopplung an LWL:

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Standard LED - Modul, typ. 20mA, 1mm POF in 2.2mm Kabel
POF gekoppelte LED: Power LED mit POF-Pigtail
LED Modul mit PowerLED (40mil), bis zu 200mA, 1mm POF in 2.2mm Kabel , vergrößert und gelötete Ferrule mit Kupferfolie
POF gekoppelte LED Module
LED Modul mit PowerLED (40mil) typ. 200mA, 1mm POF in 2.2 Kabel, 32mm Alu-Körper
1x3 aktiver POF Splitter
Aktiver 1x3 POF Splitter mit 3 Standard LED Modulen
POF gekoppelte LED: Power LED für dickere Fasern
LED Modul mit PowerLED (40mil) für 2.5 bis 3.3mm Fasern und Faserbündel
LED Modul zur faseroptischen Beleuchtung
Doppel LED Modul mit PowerLED (40mil) für 2.5 bis 3.3 Fasern und Faserbündel