Wie man rotes Licht aus einem blau dominierten Spektrum erzeugt

Ich habe eine weiße LED-Lichtquelle, deren Spektrum wie folgt aussieht ---

Weißes LED-Spektrum

rotes Licht aus dieser weißen LED-Quelle herausfiltern möchten. Aber wie Sie sehen können, schwindet das Spektrum im roten Bereich.

Und deshalb, wenn ich einen Rotfilter (Absorptionsfilter) vor meine weiße LED-Lichtquelle setze, sinkt die Helligkeit plötzlich auf miserable Werte.

Gibt es eine Möglichkeit, dieses Spektrum zu nutzen und rote Lichter zu erhalten, ohne die Helligkeit zu beeinträchtigen? Ich dachte an Interferenz und stieß dann auf dichroitische Filter. Aber ich bin mir nicht sicher, ob das geht.

Ich bin auch auf diese Filter gestoßen, die LEE-LED-Filter genannt werden und speziell für LEDs gedacht sind. Aber ich verstehe das wissenschaftliche Prinzip nicht, nach dem sie arbeiten. Ich wäre Ihnen dankbar, wenn Sie dem Link folgen und mir das wissenschaftliche Prinzip erklären könnten. Aus dem im Link gezeigten Spektrum können diese Filter Ihnen mehr als 85% Rot geben. Aber die Gesamttransmission beträgt nur 10,1 % der ursprünglichen Intensität. Also ist es irgendwie bleh. Oder vielleicht verstehe ich nicht richtig.

Eine rote LED-Lichtquelle wäre einfach perfekt für mich, aber eine rote LED-Lichtquelle mit hoher Wattzahl (50 W-100 W) ist auf dem Markt schwer zu finden.

Lassen Sie mich wissen, ob Ihnen andere Optionen einfallen, um kühles rotes LED-Licht zu erzeugen. Im Moment benutze ich eine Wolframlampe mit rotem Absorptionsfilter, aber es ist so viel Wärme (Infrarot) darin, dass meine Stubenfliegen gebraten werden. [ Ich arbeite in einem Insektenfluglabor und wir verwenden rotes Licht für Hochgeschwindigkeitsvideos, da Stubenfliegen im roten Bereich nicht gut sehen]. Daher möchte ich auf LEDs umsteigen.

Warum nicht mehrere rote LEDs verwenden
@Andyaka Ich möchte nicht, dass das LED-Setup zu groß wird. Und wie lassen sich die Probleme mit dem Kühlkörper lösen?
"Eine rote LED-Lichtquelle wäre einfach perfekt für mich, aber eine rote LED-Lichtquelle mit hoher Wattleistung (50 W-100 W) ist auf dem Markt schwer zu finden."
@All Was halten Sie von der Verwendung von RED-Filtern auf einer warmweißen LED? Sie haben eine gute Menge an Rot im Vergleich zu der kaltweißen LED. Hier ist ein Vergleich --- sitelighting.com/techtalk/… . Gegen Glühlampen --- physical.sjsu.edu/tomley/ObjectSpectra/tungstenbulb.html

Antworten (5)

Wie das Plakat sagt,

Eine sehr helle ROTE LED Lampe (~50W) mit einem Lampenstativ oder so wäre perfekt für mich.

Angesichts der Tatsache, dass man problemlos 50 bis 150 W LED-Flutlampen von der Stange kaufen kann, mit Kühlkörper und Treiberelektronik, aber sie werden normalerweise mit weißen LEDs geliefert.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Man kann erwägen, einfach das zentrale LED-Modul in Münzgröße auszutauschen und entsprechende kleine Änderungen an den Antrieben V und A vorzunehmen.

Entweder Sie machen es selbst oder wenn der Hersteller es in (kleiner) Chargenmenge für Sie machen kann.

Zum Beispiel verwende ich diese 10-W-LED, das sind 9 LED-Chips, 3 Reihen in einem Satz und 3 Sätze parallel. Es sind 350mA, 10V. Die Konstantstrom-Treiberplatine ist einstellbar bis max. 5A.

Das gezeigte ROTE LED-Modul (das ich nicht zur Hand habe, aber dasselbe Prinzip wie die 10 W, die ich habe) ist 10 LED mal 10 LED, jeder Chip ist eine 1 W LED, das Modul hat etwa 32 V und 3,5 A.

Die Beispielspez. ist eine weiße LED (die eigentlich blau ist und dann in weiß geändert wird) und die Spannung unterscheidet sich geringfügig von rot, liegt jedoch im gleichen Bereich von 3,x bis 4,x V

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Kommerzieller 100-W-Treiber mit CE, 85 bis 250 V AC Eingang, Ausgang DC 20 bis 38 V, 3 A

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein 10 bis 100 W Rotes Multi-Chip-LED-Modul

Ich vermute, Sie unterschätzen die Schwierigkeit, eine solche Vorrichtung zu modifizieren.
Ich habe die Antwort basierend auf dem 10-W-Modul bearbeitet, das ich jetzt verwende. Das 100-W-Modul ist das gleiche Prinzip, es werden nur mehr LED-Chips mit jeweils 1 W im Format 10 x 10 hinzugefügt, während 10 W 3 x 3 sind. Die mechanische Modifikation wird eingeschraubt. Die Konstantstromplatine stellt den Strom über den blauen Trimmpoti ein.
@WhatRoughBeast. Like deinen Kommentar. Bin dankbar. Entschuldigung, dass ich meine Antwort nicht klar genug geschrieben habe, eine erste Version, um die "Norm" dieser Community zu gestalten. Ich bin neu bei stackexchange.
Danke für die Antwort. Ich bin auch auf ferngesteuerte RGB-LED-Leuchten gestoßen. Dies sind 50-W-RGB-Leuchten --- youtube.com/watch?v=rKRx_hqlfmg . Sie haben jeweils einen Streifen aus roten, grünen und blauen LEDs. Und Sie haben die Freiheit, jeden Streifen einzeln zu schalten. Was ich nicht verstehe, ist, ob die Nettoleistung 50 W beträgt oder die Leistung jedes Streifens 50 W beträgt. Wenn die Nettoleistung 50 W beträgt, hat jeder 50/3 W. Und das ist angesichts der Größe der Scheinwerfer zu niedrig .
Kann Zeit brauchen, um zu finden und zu kaufen. Eigentliche Montage 30 Minuten. Ähnliche mechanische Gehäuse mit eingebautem Kühlkörper für 50, 100 (größer, gleiche Form wie 50 W) und 200 (zwei LED-Module) Watt. Installieren Sie das LED-Modul mit nur 4 einfachen Schrauben und löten Sie zwei Drähte. Netzteil (wie oben orangefarbenes Gerät, Größe einer Seife) ist fertig. Sie können im Online-Shop suchen, um diese zu kaufen. B. Gehäuse und Netzteil mit unterschiedlicher Form (dünn, dick, hoch, kurz). Sie müssen einen Verkäufer finden, der diese überprüft und Ihnen ein mechanisch passendes Kit verkauft. Nur rote LEDs sind nicht so verbreitet wie weiße, aber verfügbar.
@Schwarzer Dolch. Ich sollte klarstellen, dass diese „Komponenten“ weithin „Business-to-Business“ zwischen Großserien-Massenproduktionsfabriken/Herstellern von Leuchten, LED-Modulen und Netzteilen erhältlich sind. Beachten Sie, dass die Verfügbarkeit in kleinen Mengen nicht gut unterstützt wird. Wenn Sie vertraut und vertraut sind, kaufen Sie Komponenten. Wenn nicht, sind Sie möglicherweise sicherer, wenn Sie versuchen, einen Verkäufer zu finden, der die richtigen Teile auswählen und für Sie zusammenbauen kann. Die tatsächliche Montagezeit ist für Verkäufer mit entsprechendem Hintergrund nicht lang, und die Montagegebühr sollte nicht zu hoch sein. 50 bis 200 W sind einfach zu machen.

Ihre "weiße" LED ist eigentlich eine sehr helle blaue LED, kombiniert mit einem Leuchtstoff, der einen Teil des blauen Lichts absorbiert und als breiten gelben Peak, den Sie in Ihrem Spektrum sehen, wieder abgibt.

Während es theoretisch möglich wäre, einen anderen Leuchtstoff zu ersetzen, der das gewünschte rote Licht emittiert, kenne ich keine kommerziellen Produkte, die dies tun.

Sehr helle rote LEDs sind jedoch ohne weiteres erhältlich. Sie werden als Blitzlichter in Einsatzfahrzeugen wie Krankenwagen, Feuerwehrautos, Polizeiautos (abhängig von Ihrer Gerichtsbarkeit) usw. verwendet.

Eine sehr helle ROTE LED Lampe (~50W) mit einem Lampenstativ oder so wäre perfekt für mich.

Sie können kein Licht mit einem Filter hinzufügen, der von Anfang an nicht in Ihrem Spektrum vorhanden ist.

OP-Leuchten verwenden oft rein rote LEDs, um das Spektrum der „weißen“ LEDs zu erweitern. Ich würde mir vorstellen, dass Sie in dieser Umgebung eine gute Farbwiedergabe am Blutende des Spektrums benötigen.

Ich fürchte, Sie verstehen es vollkommen, obwohl es Ihnen nicht sehr gefällt.

Sobald Ihr Licht erzeugt ist, können Sie mit den unerwünschten Frequenzen wirklich nichts mehr tun, außer sie herauszufiltern. Es gibt einfach keine guten Möglichkeiten, eine Frequenz in eine andere umzuwandeln. (DPSS-Laser sind eine Ausnahme, aber hier nicht anwendbar). Dichroitische Filter werden verwendet, weil sie relativ scharfe Abschneideeigenschaften haben und daher schmale Durchlassbänder erzeugen können, die "reine" Farben liefern, aber sie wandeln Licht nicht wirklich von einer Frequenz in eine andere um.

In der Regel erzeugen Glühlampen etwa 10 % ihrer Leistung als sichtbares Licht und praktisch den gesamten Rest als IR, weshalb Ihr rotgefiltertes Licht sehr heiß ist - der Rotfilter eliminiert das IR nicht. LEDs bieten eine erheblich bessere Effizienz, aber wie Sie bemerkt haben, ist nicht viel davon rot. Da es anfangs nicht viel gibt, wird jede rotgefilterte Version, in Ihren Worten, miserabel sein.

Was Sie meiner Meinung nach brauchen, sind IR-Sperrfilter oder Kältefilter für Ihre Glühlampen. Es gibt zwei Arten. Die gebräuchlichste wird in Kameras und anderen Sensoren verwendet und hat das Problem, dass sie nicht mit viel Hitze umgehen können. Die andere Sorte wird in Dingen wie LCD-Projektoren verwendet und sie sind so konzipiert, dass sie Wärme aufnehmen, obwohl das Kühldesign ebenfalls wichtig ist. Eine Quelle ist http://www.mecanusa.com/polarizer/ColdFilter.htm , aber Sie werden feststellen, dass diese Welpen teuer sein können.

Was die LEE-LED-Filter betrifft, so finden Sie hier http://www.leefilters.com/lighting/led-02.html#led-explain einen allgemeinen, nicht technischen Überblick , aber es ist eigentlich ziemlich einfach. Reguläre Filter funktionieren bei Glühlicht mit einer standardmäßigen Schwarzkörper-Intensitätskurve. Wie Sie vielleicht bemerkt haben, hat Ihre LED-Intensität diese große, fette Spitze im Blau. Die LEE LED-Filter haben genau das Zeug dazu, diese Spitze zu kompensieren.

Diese IR-Sperrfilter --- Absorbieren sie das IR oder reflektieren sie es nach hinten? Wenn sie es absorbieren, brauche ich etwas wirklich Starkes, weil ich 1000-W-Glühlampen verwenden werde. Wenn sie es nach hinten reflektieren, wird es die Lichtquelle selbst nicht beschädigen. Zu den LEE-LED-Filtern --- Diese Filter würden mir eine gute Farbübereinstimmung mit Rot geben, aber ich glaube nicht, dass die Intensität besser sein wird. Wenn Sie auf den roten Filter klicken, werden Sie feststellen, dass die Transmission nur 10,1 % beträgt.
@BlackDagger - Die schnelle Antwort lautet "entweder". Die reflektierenden Versionen werden aus offensichtlichen Gründen als Kaltlichtspiegel bezeichnet. Und obwohl sie nicht die Verlustleistungsprobleme von Absorptionsfiltern haben, verschieben sie wirklich nur den Tag der Abrechnung. Wenn Sie Ihre 900 Watt IR reflektiert haben, was machen Sie damit? Es muss irgendwo absorbiert werden. Sie müssen also eine IR-Falle für den reflektierten Strahl bauen und dort mit der Hitze fertig werden. Dann können Sie das Rot aus dem "kühlen" Sichtbaren herausfiltern. Wie Sie sehen können, wird dies einige Arbeit von Ihrer Seite erfordern.
Eigentlich habe ich mich irgendwie vertan. Je nachdem, was bequemer ist, können Sie heiße Spiegel oder kalte Spiegel verwenden. Es hängt davon ab, mit welcher Komponente Sie es zu tun haben, übertragen oder reflektiert. Wenn Sie die IR-Falle neben der Quelle und in einem isolierten Bereich in der Nähe haben möchten, ist ein heißer Spiegel möglicherweise einfacher zu entwerfen. Gott (oder der Teufel, je nach Volksweisheit) steckt im Detail.
Und zu den Lee-Filtern und der Intensität: Mein Leitsatz in meiner Antwort bleibt unverändert, lediglich im Umfang erweitert.

Ein optischer Langpassfilter mit einer Grenzfrequenz von 480 nm würde die Aufgabe erfüllen.

Ich meine einen "echten" optischen Filter, wie interferometrische Filter mit sehr scharfem Übergang.

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Für die Helligkeit ist dies die beste Lösung. Da der Filter quasi ideal ist, würde fast die gesamte Energie im roten Teil durch ihn hindurchgehen. Wenn diese nicht hell genug ist, bedeutet das, dass dem emittierten Licht von vornherein nicht genug Leistung zukommt. Keine Möglichkeit, dies zu verstärken. Außer dem Hinzufügen von LEDs oder dem Fokussieren des Ausgangslichts auf den ROI.