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Ihr Spezialist für optische Polymerfasern (POF) und POF – Systemtechnik

Übersicht: Fasergekoppelte LED - Module und ihre Anwendungen

Einsatzmöglichkeiten Faser gekoppelte LED - Module

Faser gekoppelte LED – Module werden entweder zum Lichttransport an einen gewünschten Ort oder zur Befestigung eines Faseradapters verwendet, der mit einem beliebigen Faserstecker verbunden wird. Somit sind Faser gekoppelte LED – Module ein nützliches Element zur Verbindung des elektronischen und des faseroptischen Teils in Systemen für Sensoren, Beleuchtung oder Datenübertragung.

Anforderungen an Faser gekoppelte LED - Module

LED – gekoppelte polymer-optische Fasern (POF):

Die einfache Handhabung der POF macht sie zu einem bevorzugten Mittel für die Umsetzung vieler praktischer, elektro-optischer Aufgaben. Deshalb fokussiert sich die DieMount auf POF – gekoppelte LED – Module.

Eine Vielzahl verschiedener POF – Fasern und verschiedene LED – Chips können miteinander gekoppelt werden:

  • POF-Fasern mit Durchmessern zwischen 0,25mm und 3mm und numerischen Aperturen (NA) zwischen 0,3 und 0,64 werden für die Datenübertragung, faseroptische Sensoren, Beleuchtung über Endlicht- und Seitenlichtbeleuchtung eingesetzt.

  • Die Größe der LED-Chips kann zwischen 0,23mm (9mil) und 1mm (40mil) Seitenlänge variieren, je nach den Anforderungen an die Modulationsbandbreite oder eine hohe fasergekoppelte Leistung.

Technische Aspekte POF – gekoppelter LED – Module:

Um ein optimales Ergebnis zu erzielen, erfordert jede Kopplung von LED-Chip und POF-Fasertype ein angepasstes technisches Design.

  • Wenn der LED-Chip deutlich kleiner ist als der Faserdurchmesser, erhöht Strahlformung die Kopplungseffizienz. DieMount verwendet parabolische Mikroreflektoren rund um den LED Chip zur Verbesserung der Koppeleffizienz, siehe Schemazeichnung rechts.
LED-Chip im Fokus eines parabolischen Reflektors zur Strahlformung

Anwendungen sind Hochgeschwindigkeitsdatenkommunikation und spezielle faseroptische Sensorsysteme, die kleine LED-Chips für hohe Bandbreiten und/oder niedrige Leistungsbudgets benötigen.

  • Wenn der LED-Chip die gleiche Größe wie der Faserdurchmesser hat, ist Stoßkopplung mit hoher mechanischer Präzision sinnvoll (Bild rechts)

LED-Chip stoßgekoppelt mit Faserendfläche
  • Falls der LED-Chip eine hohe thermische Durchschnittsleistung und Temperaturen über 70°C erzeugt, ist der Schutz der POF-Faser gegen thermische Schäden die konstruktive Herausforderung. Ein LED-Submount aus reinem Silber leitet die entstehende Wärme sehr gut ab und überträgt sie auf die metallische Faserführungsferrule. Submount und Führungsferrule können zur optimalen Wärmeableitung durch Löten verbunden werden.

LED-Submount mit Kupferferrule und Kupferfolie zur Wärmeableitung

Die obigen Bilder zeigen Anwendungsbeispiele von POF – gekoppelten Modulen für Datenübertragungsgeräte, Beleuchtungen in der Mikroskopie, Sensorsysteme und Faserbündelbeleuchtungen. Besonders in Biowissenschaften oder allgemein bei Laboranwendungen sind Faser gekoppelte LED – Module die perfekte Lösung als Alternative zu Laser beleuchteten Faser gekoppelten Modulen, vorausgesetzt, die Leistung der Faser gekoppelten LED Module ist ausreichend für die Anwendung.

Typen von Faser gekoppelten LED-Modulen für verschiedene Anwendungen:

POF gekoppelte LED: standard LED mit POF-Pigtail
  • Mikroparabol – Reflektor
  • 9mil bis 13mil LED COB
  • 20mA to 50mA max.
  • POF Pigtail ⊘ 0,5mm bis 1mm   

Datenblatt (engl.)

  • die energieeffizienteste Faser-Chip-Kopplung
  • große Auswahl an LED-Chips (IR bis UV, keine weiße LED)
  • Anwendungen: Datenkommunikation, faseroptische Sensoren
POF gekoppelte LED: Power LED mit POF-Pigtail
  • Mikroparabol-Reflektor
  • gelötete 20mm Faserführungsferrule als Kühlkörper
  • bis 13mil LED COB
  • bis 50mA max.
  • POF Pigtail ⊘ 0,5mm bis 1mm 
  • die energieeffizienteste Faser-Chip-Kopplung
  • verbesserte Wärmeübergang vom Chip über Silber-Submount zur Kupferführungsferrule
  • Anwendung: optische Sensoren
  • Stoßgekoppelte Faser
  • Silber-Submount Kupferführungsferrule plus Kupferblech als Kühlkörper
  • 40mil LED COB
  • 350mA max
  • POF Pigtail  ⊘ 1mm
  • Sehr gute Wärmeübertragung vom Chip zur Kupferfolie
  • Stoßkopplung begrenzt auf 11% Koppeleffizienz
  • Anwendungen: Beleuchtung, optische Sensoren
  • Stoßgekoppelte Faser
  • Kupferferrule als Kühlkörper
  • 40mil LED COB
  • 350mA max
  • POF Pigtail  ⊘ 1mm

Datenblatt (engl.)

  • Stoßkopplung begrenzt auf 11% Koppeleffizienz
  • Anwendung: Beleuchtung, optische Sensoren
  • Stoßgekoppelte Faser
  • Aluminiumzylinder als Kühlkörper
  • 40mil LED COB
  • 350mA max.
  • POF Pigtail ⊘ 1mm bis 3mm
  • Kosteneffiziente Konstruktion
  • große Auswahl an LED-Chips (IR bis UV, keine weiße LED)
  • Stoßkopplung begrenzt auf 11% Koppeleffizienz
  • Anwendungen: Beleuchtung, optische Sensoren
LED Module zur faseroptischen Beleuchtung
  • Stoßgekoppelte Faser
  • Aluminiumzylinder als Kühlkörper
  • 40mil LED COB
  • 350mA max.
  • POF Pigtail ⊘ 1mm bis 3mm
  • Krimpanschluss für dicke Fasern

Datenblatt (engl.)

  • Kosteneffiziente Konstruktion
  • große Auswahl an LED-Chips (IR bis UV, keine weiße LED)
  • Stoßkopplung begrenzt auf 11% Koppeleffizienz
  • Anwendungen: Beleuchtung, optische Sensoren
LED Modul zur faseroptischen Beleuchtung
  • Zweifach stoßgekoppeltes Faser-Modul
  • wasserdichtes Aluminiumgehäuse als Kühlkörper
  • 40mil LED SMD
  • 200mA max.
  • Lichtmischer
  • Faserbefestigung durch Krimpen für Faserdurchmesser bis zu 3mm
  • Anwendungen: Faserbeleuchtung, Seitenlichtfasern in Textilien

  • 4 Farben LED-RFBW-Fasermodul, stoßgekoppelt
  • Führungsferrule plus Kupferblech als Kühlkörper
  • 4 Einheiten 40mil LED SMD (z.B. rot, grün, blau/cyan, weiß)
  • 1W max. elektrische Leistung insgesamt
  • Lichtmischer
  • Faserbefestigung durch Krimpen für Faserdurchmesser 2,5mm bis 3mm
  • PCB-Anschluss
  • alle LED gemeinsame Anode
  • Mit Vorwiderständen direkter Anschluss an Bluetooth- oder WiFi-LED-Controller
  • Anwendungen: Seitenlichtfasern bis zu 3mm Durchmesser