Каталог оборудования для лабораторий российского производства Каталог товаров

 Почему светодиоды выигрывают от оптической обратной связи? 

Непрерывные улучшения в технологии излучающих свет диодов делают эти устройства крайне подходящими для освещения и флюоресцентного возбуждения в микроскопии, равно как и для макроскопических исследований. В сравнении с лампами накаливания и дуговыми источниками света они излучают гораздо меньше тепла, и им присуща большая стабильность работы. И хотя «точечная интенсивность» светодиодов может быть несколько меньше, чем у дуговых ламп, она все же выше, чем у ламп накаливания. И это важно для эффективного освещения в микроскопии. Светодиоды обычно имеют ограниченный по спектру диапазон свечения, но существует большой выбор источников, покрывающих почти весь спектр, а также его крайние области (инфракрасный и ультрафиолетовый свет), что достигается в том числе использованием подходящих хроматических отражателей или дихроических зеркал. Более того, в отличие от других источников света светодиоды могут включаться и отключаться за наносекундные промежутки времени. Но в чем же может заключаться подвох?

Потенциальный недостаток становится очевидным, когда вы начинаете использовать возможность быстрого переключения. Различные длины волн у светодиодов порождаются при помощи несколько отличающихся технологий, что означает более выраженный дефект лишь для определенных длин волн. Следующая осциллограмма проясняет ситуацию.

Желтый график показывает пульсирующий ток, проходящий через светодиод, а синий — оптический эффект, выраженный в свечении, для 505 нм и 590 нм светодиодов соответственно. Градация временной шкалы — 5 мсек. Можно видеть, что в обоих случаях оптический эффект снижается во время включения. Ситуация не столь плоха для 505 нм светодиода, но для 590 нм — она весьма серьезна.

Указанный эффект обусловлен изменением температуры светодиода во время работы. Широко известно, что полупроводники меняют характеристики при изменении температуры. По мере нагрева интенсивность свечения уменьшается. Для эффективного охлаждения требуется строить сложные электронные цепи, что во многих случаях неприемлемо. Поэтому проблему может решить установка фотодатчика, регистрирующего световой поток и через обратную связь корректирующего ток, подаваемый на светодиод.

Следующие две осциллограммы демонстрируют отсутствие снижения светимости в присутствии обратной связи для светодиодов с длиной волны 505 нм и 594 нм. В данном случае оптическая обратная связь работает на порядок быстрее, чем происходит изменение светимости в результате нагрева. И это полностью решает проблему. Обратная связь используется в приборах Cairn research уже с 2003 года, гарантируя долгую и стабильную работу вне зависимости от температурных эффектов.

С использованием оптической обратной связи возникают несколько проблем. Так как в процессе работы с постоянной интенсивностью свечения ток, проходящий через светодиод, постоянно возрастает, то есть опасность перегрузки, которой, однако, можно избежать, создав защитную электрическую цепь.

Другая проблема заключается в изменении спектра светодиода под влиянием температуры или изменения силы проходящего тока. Поэтому всегда предпочтительно использовать светодиод с корректирующим фильтром, который пропускает свечение только в нужном диапазоне длин волн. В связи с этим фотодиод обратной связи должен регистрировать интенсивность света уже после фильтра. Это оказалось особенно важно для разработки Fura-2 при использовании светодиода 365 нм с фильтром 340 нм для возбуждения флуоресценции кальциевого индикатора.

Однако же, оптическая обратная связь не столь полезна при коротких временных интервалах свечения. С другой стороны многие исследователи нуждаются в стабильной работе светодиодов в течение нескольких часов или даже дней. Вот тогда то, описанный выше эффект и окажется максимально полезным.

Политика конфиденциальности
Информация на данном сайте носит ознакомительный характер и не является офертой.
Copyright © 2007-2019. All rights reserved.

info@biotechnologies.ru
тел-факс.: (812) 383-99-41, 294-22-06