Interview / Osram Opto Semiconductors
IRED - unsichtbares Licht für einen besseren Überblick
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
In den vergangenen Jahren wurden immer neue Helligkeitsrekorde für Infrarot-LED erreicht. Wie sind diese sprunghaften Entwicklungen zu erklären?
Diese Rekordwerte basieren vor allem auf Innovationssprüngen in der Chip- und Gehäusetechnologie. Davon profitieren besonders kamerabasierte oder abstandsmessende Systeme. Ohne die schnell voranschreitende Entwicklung der IRED mit 850 nm Wellenlänge wäre eine solch hohe Dynamik unmöglich gewesen. Hier gilt Osram als Pionier, besonders im Bereich der Beleuchtungsanwendung. Die zurzeit hellste konventionelle 850 nm IRED, die Oslon Black SFH 4715A, liegt mit 1130 mW optischer Leistung bei einem Betriebsstrom von 1,5 A und ist mit einem typischen Wirkungsrad von über 45 Prozent die aktuell effizienteste IRED in dieser Klasse.
Hinter der letzten Helligkeitssteigerung der Oslon Black stecken verschiedene Maßnahmen zur Reduzierung der Lichtverluste im Chip. Auch wurde die die Linse der Oslon Black weiter optimiert und die Lichtauskopplung verbessert. Der Betrieb mit Dauerstrom wurde durch einen geringeren Wärmewiderstand von 6,5 K/W effizienter. Auch die Verbesserungen des Linsenmaterials konnten die Helligkeit zusätzlich steigern.
Für Anwendungen, die noch mehr Licht aus kleinstem Raum benötigen, haben wir die Nanostack-Technologie entwickelt. Dabei wird mit nur einem Chip, in den zwei Emissionszentren integriert wurden, eine sehr hohe optische Leistung erzeugt. 2011 knackte das Modell Stack-Oslon SFH 4715S so die 1-Watt-Marke. Mit der Übertragung dieser Technologie auf die neueste Generation Dünnfilmchips wird bei der Oslon Black SFH 4715AS eine optische Leistung von 2 W0 mw bei 1,5 A Strom erreicht. Nicht zuletzt konnten wir auch den Wärmewiderstand durch die Verwendung neuer Chipsubstrate in der Oslon Black weiter auf 5,5 K/W senken. Damit erhöht sich die Lebensdauer und Effizienz der Bauteile, die durch die Wärmeableitung bestimmt wird.
Ist die Helligkeitssteigerung das A und O für leistungsfähige IRED oder gibt es auch andere wichtige Weiterentwicklungen?
Die optische Leistung ist zwar ein maßgebliches, in Anbetracht der vielen verschiedenen Anwendungen aber nicht das alleinige Kriterium für Hochleistungs-IRED. Auch die Reichweite, die von der räumlichen Lichtverteilung abhängt, ist von großer Bedeutung. Je enger der Raumwinkel ist, in dem die optische Leistung abgestrahlt wird, desto größer die Reichweite – man spricht dabei von Strahlstärke. Diese neu gewonnene optische Leistung muss gebündelt werden, um große Reichweiten realisieren und Zielbereiche in der Breite ausleuchten zu können. Dafür können am Markt verfügbare Sekundäroptiken verwendet werden, um den Abstrahlwinkel an die Anforderungen anzupassen. Um eine optimale Strahlformung zu erreichen, bieten wir zwei Varianten für die Oslon Black, mit 90° und 150° Abstrahlwinkel an. Dabei hat sich die 90° Oslon Black als Standard im Markt für Überwachungskameras etabliert. Die 150°-Variante dient vor allem der Ausleuchtung eines großen Areals im Nahbereich. Gleichzeitig ist sie ideal für die Erzeugung hoher Reichweiten und enger Lichtkegel durch reflektorbasierte Optiken.
Die Fragen stellte Nicole Wörner.
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