Hallo Forum,
ich habe nach Möglichkeiten gesucht das Licht einer LED auf eine Fläche
von
1mm x 1mm zu fokusieren. Es hat etwas mit Belichtung zu tun,
Leiterbahnen sollen es nicht werden. Ich bin häufig auf die Aussage
gestoßen, dass
man nur Laser gut fokusieren kann und normale Lampen und LEDs eben
nicht.
Das glaube ich so nicht, weil jede Laserdiode ohne Kollaminator eine
Strahldiffergenz hat, die mit der einer LED verglichbar ist.
Was sollte also den Unterschied in der Fokusierbarkeit machen?
Hat das schonmal jemand probiert?
Theo
Das Fokusieren funktioniert nur bei monochromatischen (sprich nur eine
einzige Wellenlänge/Farbe) wirklich gut. Die Beugung in der Linse ist
nämlich eben abhängig von der Wellenlänge. Die Linse ist dann
beispielsweise für 656nm berechnet und fokusiert diese Wellenlänge auch
perfekt. Alle anderen Wellenlängen werden aber "unscharf" abgebildet.
mfg
Michi
Die Frage ist was man für ansprüche an die Fokussierung hat !
Es ist sicher möglich eine Led zu fokussieren (und am besten
anschließend noch zu verblenden) um damit niedrig aufgelöst
fotoempfindliche Schichten zu belichten.
Wie gesagt: Wenn ich einen Punkt mit 1mm Durchmesser hinkriege bin ich
zufrieden. 0,5mm wäre besser, darunter macht es keinen Sinn mehr für
mich.
Hat jemand einen Vorschlag, wie die Optik aussehen könnte?
In billigen Pointern ist oft nur eine einzelne Sammellinse aus Plastik
drin.
Würde für eine LED eine gute Sammellinse aus Quarzglas reichen?
Theo
Also. Eine Lichtquelle kann man auf einfache Weise nur wieder auf die
Groesse des eigenen Bildes fokussieren. Dh eine eizelne LED kann sicher
auf 1mm foussiert werden, eine 10Watt PowerLED gebildet aus hundert
einzelnen Emittern eben nicht.
Mit erhoehtem Aufwand, und mehr oder weniger monochromatitschem Licht,
eine LED ist unter diesem Aspekt monochromatisch, laesst sich auch mehr
erreichen.
Eine Quarzlinse ist uebertrieben, Plastik genuegt. Quarzlinsen machen
eigentlich nur bei extrem hohen Leistungsdichten, sowie bei UV Sinn.
>Quarzlinsen machen eigentlich nur bei extrem hohen Leistungsdichten, sowie >bei
UV Sinn.
Ja, es soll UV-Licht sein.
>Dh eine eizelne LED kann sicher>auf 1mm foussiert werden, eine 10Watt PowerLED gebildet aus hundert>einzelnen Emittern eben nicht.
Über den Daumen gepeilt ist eine 5mm LED etwas klein, damit es schnell
genug geht. 10W sind viel zu viel.
Ich schätze, dass eine 1W LED reicht, mehr als 3W garantiert nicht.
>Mit erhoehtem Aufwand, und mehr oder weniger monochromatitschem Licht,>eine LED ist unter diesem Aspekt monochromatisch, laesst sich auch mehr>erreichen.
Könntest du das bitte genauer erklären? Wie würde man es dann aufbauen?
> Was sollte also den Unterschied in der Fokusierbarkeit machen?
Sicherlich gibt es Unterschiede,
aber nicht nur LEDs kann man fokussieren,
auch Glühlampenlicht.
Allerdings hat jede Lichtquelle ihre Limits,
und monochrome kohärente Laser lassen sich halt
besser bündeln als grosse Leuchtfäden.
Leider haben die meisten LEDs schon ein Gehäuse mit
einer Lise drumrum. Die ist eher hinderlich, weil du
deren Daten nicht kennst und sie eher ungenau gefertigt
ist.
Ab einfachsten ist das, wenn schon deine Lichtquelle
nur 1 x 1mm hat (roher Chip bzw. Lochblende).
Das monochrome Licht hilft sogar etwas.
Ist
dq = Durchmesser der Lichtquelle
dz = gewünschter Durchmesser des Lichtflecks am Ziel
sz = gewünschter Abstand der Linse vom Ziel
dann brauchst du eine Linse mit der Brennweite
dq · sz
f = ——————— ,
dq + dz
und der Abstand der Quelle zur Linse muss
dq · sz
sq = ———————
dz
betragen.
Damit die Rechnung stimmt, solltest du eine LED nehmen, die nicht schon
eine (mehr oder weniger präzise) Linse hat, sondern die das Licht von
einer planen Fläche abgestrahlt.
Zu beachten ist auch, dass sphärische Linsen mit steigendem Verhältnis
von Durchmesser zu Brennweite ungenau werden, d.h. die Brennweite ist
für Strahlen, die die Linse im äußeren Bereich passieren eine andere als
für Strahlen im Bereich der Mitte. Dadurch wird der Lichtpunkt am Ziel
nicht scharf abgebildet. Du musst also den Linsendurchmesser nicht zu
groß oder die Brennweite nicht zu klein machen, was aber dazu führt,
dass du nur einen Teil des LED-Licht sinnvoll nutzen kannst, der Rest
geht an der Linse vorbei. Das kann aber wiederum durch eine stärkere LED
kompensiert werden.
Oder du verwendest eine asphärische Linse oder ein geeignetes System aus
mehreren Linsen, was beides aber viel Ahnung von Optik voraussetzt.
Oh man, hier ist aber wieder viel Halbwissen unterwegs. Der Beitrag von
Yalu X. triffts aber:
Du brauchst eine LED ohne Linse, also 5mm oder 3mm oder Superflux
scheiden schon mal aus.
Das UV der LEDs ist nicht sooo kurzwellig, das bekommst Du auch noch mit
vertretbaren Verlusten durch eine Kunststofflinse. Quarz ist
wahrscheinlich übertrieben.
Du müsstest Dich mal für eine LED entscheiden, dann kann man sehen,
welche Chipfläche die hat und welchen Abstrahlwinkel. Dazu musst Du den
Beleuchtungsabstand vorgeben. Damit kann man dann eine Linse berechnen.
Es wurde ja schon viel geschrieben, wahres, halbwahres und schrecklich
falsches. Chromatische Aberration ist wirklich das kleinste Übel bei den
30..50 nm Bandbreite die die LED vielleicht hat. Entscheidend sind
wirklich der Werkstoff und viel schlimmer der schon oft angesprochene
Fakt, dass man mit einfachen Mitteln einfach nicht wirklich auf eine
kleinere Fläche abbilden kann, als die Fläche der Quelle. Und das
gewünschte 1 W optisch aus 1 mm² ist für UV schon sehr anspruchsvoll.
Hängt bissl von der Wellenlänge ab, aber bei 395 nm beispielsweise wird
man solche Chips derzeit noch nicht finden.
Was geht, ist mehrere Emitter auf einen Spot abbilden, aber da ist es
nicht mehr mit einfachen Linsen getan - leider.
Klappt leider nicht mit normalem Belichten durch Film. Die Oberfläche
ist nicht wirklich glatt. Zwischen dem Film und der mit Photolack
eingesprühten Fläche wäre stellenweise Luft.
Hat noch jemand einen Vorschlag?
Na ja, notfalls könnte man vielleicht einen PS3-Laser versuchen. Ist
nicht ganz UV, macht das aber vielleicht durch Leistung und
Fokussierbarkeit wett.
Vielleicht kann man auch ein Objektiv verwenden welches für normale
Auflichtmikroskopie eingesetzt wird. Dort wird eine Beleuchtung (zB.
auch: LED-Licht) auf einen Punkt fokussiert welcher deutlich kleiner als
0.5mm ist.
Wichtig ist halt, dass du dann einige Parameter wie Arbeitsabstand und
UV-Transmissivität des Objektivs kennst.
Am günstigens für die Strahlungsleistung wäre dann ein
LED-Flächenstrahler ohne Kollimator und ein sehr gutes UV-durchlässiges
Objektiv.
Eine eigene Frage?
Dieser Thread ist über 15 Jahre alt.
Stell sie in einem eigenen Thread – dort lesen mehr Leute mit, und sie wird öfter und schneller beantwortet.
