Selbstbau - UV / LED Lichtquelle für Auflichtfluoreszenz beim Olympus BX

[ImperatorRex]

Hallo,
mal wieder ein Umbau am Olympus BX - aber vielleicht lässt sich diese sehr simple Lösung ja auch in ähnlicher Weise bei anderen Stative umsetzen?

Diesmal sollte der HBO Brenner durch eine LED Lösung ersetzt werden - dabei habe ich mir Gedanken gemacht, wie ich zwischen UV und normaler LED ohne lästigen Umbau der Beleuchtung auskommen kann.
Grundprinzip der Adaption ist vergleichbar mit der kürzlich vorgestellten Mikro-Blitz Adaption. (https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=37407.msg275010#msg275010)

Ein paar Fotos vorneweg:

Die LED Beleuchtung hat eine blaue Plastikmanschette von einem Schnellhefter, um das Streulicht nach hinten abzulenken:


Einen Stecker versorgt die UV-LED, der andere ist für die normale LED, man muss also nur umstöpseln:





Die UV LED ist im Zentrum der Aluscheibe....


...durch leichtes verschieben des Deckels kommt die normale LED in den Fokus:


Das Ergebnis mit UV-, Blau- und Grünanregung:








Die die UV-LED habe ich genau ins Zentrum / Brennpunkt des Kollektors installiert, die normale LED hat etwas Versatz, wurde also dezentriert aufgeklebt. Die LED Platinen habe ich kurzerhand abgesägt, damit der Versatz möglichst gering bleibt ("wird schon passen mit Wärmeableitung und Leuchtstärke")
;-)





Das Ergebnis war dann aber enttäuschend, mit der dezentrierten LED war kaum eine Fluoreszenz zu erzielen! Das hätte ich also besser mal vorher ausprobieren sollen. Die LEDs hatte ich umsonst zersägt und das Klebepad klebt so stark, dass man die LEDs auch nicht mehr abbekommt!

Aber es geht auch anders: Den Kollektorring wurde nach oben gelegt und der Aludeckel mit nur einer Schraube befestigt. Hierdurch kann man den Deckel verdrehen. Wenn man durchs Okular beobachtet kann man jetzt schön eins fix drei mit der Hand nach hinten greifen und den die LED durch verschieben des Deckels zentrieren bit die max. Beleuchtungsstärke erreicht ist.
Ende gut, alles gut :-)

Falls es jemanden interessiert: Ich habe folgende LEDs eingebaut:
- SSC VIOSYS UV 365nm CUN66A1B
- CREE XM-L2 U4



viele Grüße
Jochen

[jcs]

Hallo Jochen,

danke für's Zeigen, das sieht ja sehr schön aus, auch die aufgenommenen Fluoreszenzbilder! Die LED's, die Du verwendet hast, bieten ja ordentlich Leistung für wenig Geld. Kannst Du ungefähr abschätzen, wieviel Prozent der Leistung in den Strahlengang eingekoppelt werden können?

Übrigens, falls man sich hinsichtlich optischer Tricks (z.B. Verwendung dichroische Spiegel, mit denen man mehrere LEDs unterschiedlicher Wellenlänge in den Strahlengang einkoppeln kann) etwas inspirieren lassen will, findet man bei Thorlabs einiges (auch wenn die dort aufgerufenen Preise recht abenteuerlich sind):

https://www.thorlabs.com/newgrouppage9.cfm?objectgroup_id=13597

Deine Lösung muss ich mir jedenfalls merken, falls bei mir einmal Fluoreszenz ansteht.

LG

Jürgen

[ImperatorRex]

Vielen Dank Jürgen für Deine lobenden Worte. Die Thorlabs Lösung hatte ich mir auch schon mal vor einiger Zeit angeschaut, solch eine professionelle Lösung ist natürlich sehr viel anspruchsvoller, hat natürlich seinen Preis - der gemeine Privatanwender wird vor solch Kosten i.d.R. abgeschreckt :-)
Verluste durch einspiegeln usw. gibt es bei der von mir vorgestellten Lösung nicht, die LED strahlt ja direkt in den Olympus-Lampenkondensor. Den Wärmeschutzfilter der Lampe habe ich auch kurzerhand entfernt, das reduziert die Verluste ja auch noch etwas.

Die UV LED ist vor allem günstig, von der Leistung gibt es natürlich noch leistungsfähigere. Aber dafür ist die Kühlung sehr simpel zu bewerkstelligen. Ich denke für meine Anwendungen sollte die Leistung der UV LED ausreichend sein.

viele Grüße
Jochen

[jcs]

Die verlinkte Gesamtlösung mit den 6 Wellenlängen ist natürlich für den Hobby-Mikroskopiker preislich jenseitig. Aber eine Selbstbaulösung für zwei Wellenlängen (ein dichroischer Spiegel, gibt's ab ca. 150Euro bei Thorlabs, woanders vielleicht sogar billiger) ist nicht mehr ganz so absurd. Vor allem, da die UV-LEDs, die Du gefunden hast,  extrem preisgünstig geworden sind. Ich hatte das vor Jahren einmal angeschaut, da waren die noch massiv teurer.

Welche Ansteuerung für die LEDs verwendest Du? Das ist ja oft auch nicht ganz so trivial.

LG

Jürgen

[Marcus_S]

Moin Jochen,

ich mag Deinen Umbau, auch die Schwenkumschaltung der LEDs finde ich pfiffig. In meinem Hirn rumpelt nun zwar sowas wie "LED auf Schiebeschlitten", ist aber erheblich mehr Aufwand.

Und vielleicht hilft Dir oder sonst irgendwem der Hinweis auf recht preiswerte dichroitische Teilerspiegel für Beleuchtungszwecke (ist mir hier noch nicht aufgefallen): Qioptic (früher wohl Spindler und Hoyer) bietet sowas als "Farbfilter DC" an. Deren Kollegen der DT-Serie habe ich mal in der Hand und im Spektrometer gehabt, waren gar nicht übel. Und früher lieferte Spindler auch an Privatmenschen.


Viele Grüße von

Marcus

[ImperatorRex]

Hallo Marcus und Jürgen,
mir ist nicht klar, was für einen Nutzen ein dichroitische Teilerspiegel in der LED Beleuchtung hätte?
Solange bei den Fluoreszenz Mikroskopen ein separater Erreger und Sperrfilter sowieso vorhanden ist, hätte ein zusätzlicher Teilerspiegel in der Lampe keinen Vorteil?

In meinem Hirn rumpelt nun zwar sowas wie "LED auf Schiebeschlitten", ist aber erheblich mehr Aufwand.

So eine Lösung wäre sicherlich interessant! Hatte mir darüber auch schon Gedanken gemacht, mir ist dazu aber keine einfache und elegante Lösung eingefallen. Wenn Dir da was gutes einfällt bitte unbedingt mal zeigen.

viele Grüße
Jochen

[jcs]

Hallo Jochen,

einer der Vorteile der dichroitischen Spiegel ist es, dass man Lichtquellen unterschiedlicher Wellenlängen ohne Energieverlust in denselben Strahlengang einspeisen kann. In Deinem Setup wäre dann keine mechanische Verschiebung mehr erforderlich, und Du könntest die verschiedenen Wellenlängen rein elektronisch ein- und ausschalten, bzw. auch gemeinsam nutzen. Das wäre dann gleichzeitig ein Auflicht- und Fluoreszenzmikroskop.

Du hast ja parallel Deine raffinierte Blitz-Beleuchtung gezeigt. Wenn Du dort dasselbe machst, und zusätzliche eine LED über einen halbduchlässigen Spiegel im Durchlicht einkoppelst, hast Du alles: LED-Durchlicht, LED-Auflicht, UV-Fluoreszenz und Blitzlicht. Du könntest alles ohne jeden mechanischen Umbau nutzen, und bei Bedarf auch gleichzeitig, da jede Lichtquelle unabhängig von den anderen über die LED-Steuerung geregelt werden kann.

Deine "Bastelarbeit" bietet da äußerst spannende Möglichkeiten, und das Ganze für hobby-taugliches Geld.

LG

Jürgen

[reblaus]

Hallo -

Derzeit benutze ich an meinem Axioskop einen Umschaltspiegel mit dem ich zwischen den beiden häufigsten Anwendungen wechseln kann. Momentan zwischen UV-LED und 5 A Weißlicht-LED für alle längeren Wellenlängen.
An einer verlustfreien Umschaltung ohne bewegliche Teile hätte ich ja trotzdem großes Interesse.  Für UV/Weißlicht wäre mit einem entsprechenden Strahlenteilerspiegel sogar annähernd verlustfreie Teilung möglich, da sich die Wellenlängen stark unterscheiden. Aber da ich die LEDs auch häufig wechsle (z.B. zwischen 365/403/465/weiß) hätte hier eine multiple Umschaltlösung doch einen Riesenaufwand bedeutet. Deshalb bin bisher bei der Stöpsellösung nach Hiller geblieben - in Anbetracht der Tatsache, dass man ja oft auch noch diverse Filterschieber wechseln muss, ist das Umstöpseln der oberen LED kaum Mehraufwand:


Trennen/Mischen von Beleuchtungen mit Licht ähnlicher Wellenlänge (z.B. Blitz und LED) mit einem Strahlenteiler bringt ja auch immer um die 50% Verlust mit sich - wie Jochen ja auch schon festgestellt hat.
Oder habe ich das nicht richtig verstanden?
Für genau definierte Routineanwendungen mag sich der Aufwand lohnen, aber wenn man mit den Beleuchtungsarten spielen will wird's halt kompliziert.

Viele Grüße

Rolf

[Marcus_S]

Moin Jochen,

auf den Gedanken mit dem Schiebeschlitten bin ich gekommen, weil Revolver und Kabel, das gibt irgendwann ein Wuhling... Ich habe da mal eben beim Morgenkaffee was gekritzelt (aber noch nicht bis zum Ende durchdacht):

1 soll die LED auf Platine sein,
2 eine Wärmeverteil-Unterlegplatte mit mittig eingeschnittenem Gewinde, bevorzugt aus gut wärmeleitenden Metall, besonders bevorzugt aus Aluminium, Kupfer oder Silber ;-)
3 Unterlegscheibe, damit
4 die Rändelschraube nicht ins Loch fällt
5 Grundkörper mit Schwalbenschwanzführung und Kühlrippen und "Löchern", um zur Rändelschraube zu gelangen (wenn man die nicht als Innensechskant ausführen möchte und dann bei der lateralen Justage häßliche Flüche ausstoßen)
6 Übergangsstück zur Auflichtachse mit Schwalbenschwanzführung und ggf. eingesetzter Optik, hier irgendwo noch eine kleine Rastkugel einbauen.

Durch das übermaßige Loch ließe sich dann die LED auf der Wärmeverteilscheibe (2) (bequem? Naja, aber bei der Lebensdauer der LEDs...) justieren und mit der Zugschraube (4) klemmen. Die Wärmeverteilscheibe könnte man dann schön mit Wärmeleitpaste einschmieren, dann sollte es die LED auch ganz gemütlich haben.

Diese Lösung wäre
- schwerer
- aufwendiger und teurer
- imposanter
und könnte auch nicht mehr als Deine. Und dann fiel mir ein, daß das für Einfach-Anwendungen eh Tüdelkram ist, weil für einfache Amateur-Routine-Fluoreszenz sollten zwei LEDs (UV und weiß) ja eigentlich reichen. Und das BX60 hat auch ein fettes Hinterteil, da kriegt man einen Schlitten u. U. schlecht hin, die URA-Auflichtachsen sind ja etwas schlanker.


Deshalb könnte man auch Deine hübsche Schwenklösung ganz zart umgestalten:

1, 2, 3, 4 alles wie oben
7 Grundkörper mit Kühlrippen und so, im Prinzip alles wie oben, aber mit
7A einem Ringschwalbensegment mit einem zum Drehpunkt (7B) passenden Radius, in das ein kleines am entsprechend gestalteten Gegenstück (6) angebrachtes Federelement (bevorzugt gleich mit Rastfunktion) einhakt, um eine einigermaßen ordentliche Planlage (und damit auch Lichtdichtheit) des Grundkörpers (7) auf dem Übergangsstück (6) sicherzustellen
8 Umschaltnupsi, den man auch ohne große Sucherei findet. Den kann man für Andersrumhänder dann auch an der anderen Seite anschrauben
6 Das Übergangsstück fiele dann etwas größer aus und hätte bevorzugt noch eine Lichtfalle für jede der LEDs in der jeweiligen Parkposition, dann könnten die bei Nichtgebrauch munter weiterleuchten und man würde sich auch noch den Schalter sparen...

Wenn man die "Aufnahmemulden" sinnig gestaltet, z. B so tief, daß die LEDs komplett verschwinden, dann könnte man sogar noch eine Vorfilteraufnahme in den Grundkörper integrieren: eine kleine Vertiefung, ein radialer Einstich, Filter einsetzen, in den Einstich einen O-Ring zum Klemmen des Filters reinfummeln...
Und wenn man den Radius des Schwalbensegments (7A) etwas (also so etwa ein Zehntel) kleiner macht als den Abstand des Scheitelpunktes von 7A zum Drehpunkt 7B, dann kriegt man die Rastfunktion sogar gratis...

Diese Lösung wäre
- schwerer
- aufwendiger und teurer
- imposanter
und könnte auch nicht mehr als Deine. Wäre aber vielleicht besser kühlend und justierstabiler und schlanker als der Schlitten. Und hätte einen Umschaltnupsi.

Ich fürchte, ich muß mal Rund-Alu und ein paar LEDs bestellen...


Auf die Überlegung mit den Teilerspiegeln bin ich nur gekommen, weil man dann vielleicht sowas wie ein Pilotlicht realisieren könnte oder dem Bild einen Hauch Hellfeld zumischen. Und für den Fall, daß damit auch mal jemand, der keine Reflektorwürfel hat, diese dichroitischen Teiler mal ausprobieren mag.

Aber durch die LEDs schlittert man nun langsam in ein Luxusproblem: UV-Anregung, Blauanregung, Grünanregung, ärgern, weil kein Platz mehr am Reflektorrevolver für den Hellfeldwürfel ist. Da ist man mit den kleinen BX405060 natürlich gekniffen ;-)

Aber zum Schluß bin ich nochmal neugierig: wieviel UV-Licht kommt denn auf dem Präparat an? Ist da mit den PlanFl was zu sehen und wie lange hast Du da belichtet?


Viele Grüße von

Marcus

[ImperatorRex]

Derzeit benutze ich an meinem Axioskop einen Umschaltspiegel mit dem ich zwischen den beiden häufigsten Anwendungen wechseln kann. Momentan zwischen UV-LED und 5 A Weißlicht-LED für alle längeren Wellenlängen.

Eine sehr saubere und ansprechende Adaption, diese würde mir auch sehr gut gefallen :-)
Damit kannst Du ja alles erdenkliche machen bzw. ausprobieren, Leistungsreserven sind ja auch vorhanden. LED Flexibilität ohne Grenzen. ;-)

Hallo Marcus,
ja das wird schnell recht aufwendig...wie ich sehe macht es auch Dir Spaß, sich da sich konstruktiv auszutoben. Die Frage ist halt, ob man das dann wirklich alles tatsächlich braucht. Ich kann das für mich noch nicht wirklich abschätzen. Ich werde mal schauen, wie ich mit der Leistung der LEDs so auskomme.

Aber zum Schluß bin ich nochmal neugierig: wieviel UV-Licht kommt denn auf dem Präparat an? Ist da mit den PlanFl was zu sehen und wie lange hast Du da belichtet?

Die UV-Bespielaufnahme wurden mit dem UPLANFL 10x/0,30 PH2 gemacht. Belichtung 1/30s bei ISO 800.

viele Grüße
Jochen

[jcs]

Hallo -

Derzeit benutze ich an meinem Axioskop einen Umschaltspiegel mit dem ich zwischen den beiden häufigsten Anwendungen wechseln kann. Momentan zwischen UV-LED und 5 A Weißlicht-LED für alle längeren Wellenlängen.

Das sieht ebenfalls praktikabel und sehr professionell aus. Woher bekommst Du die  LED-Gehäuse, die gleich den Flnsch für's Mikroskop haben?

LG

Jürgen

[reblaus]

Hallo Jürgen -

bei den "Gehäusen" handelt es sich um uralte Leuchte 15, die bei eBay so um die 15 € zu kriegen ist. Oft auch als Bestandteil einer Junior Steckleuchte und noch mitsamt der Fassung für die alte Glühlampe 6V/15 W, auch als Stehleuchte oder am Standard Mikroskop angebaut - leider ohne den Flansch mit der Ringschwalbe.
Diese Leuchte gibt es mit klarem oder mattiertem Kollektor. Sie hat am Ende ein M39 Gewinde. Man braucht also eine Platte mit M 39 Innengewinde und einer passenden Ringschwalbe. Man kann sich dieses Teil am Stück drehen lassen oder aus entsprechenden Teilen zusammenleimen.
Weil der LED-Stopfen (wie früher die Lampenfassung) mit dem Rändelring festgeklemmt wird, lässt sich die Beleuchtung gut justieren und der Wärmeübergang vom Stopfen auf das Gehäuse ist so gut, dass man auch mal mit stärkeren Strömen arbeiten kann.
Mich haben diese Dinger von den Standards zu meinen Axios begleitet - leider musste ich beim Umrüsten die größeren Axio-Ringschwalben dranmontieren.

Viele Grüße

Rolf

[David 15]

Hallo Rolf,

darf ich fragen welche UV/Weißlicht LEDs du verwendest ? Bin nicht auf dem aktuellen Stand der Technik 

Viele Grüße
David

[ImperatorRex]

Hallo David,

Falls es jemanden interessiert: Ich habe folgende LEDs eingebaut:
- SSC VIOSYS UV 365nm CUN66A1B
- CREE XM-L2 U4

Es gibt aber noch leistungsfähigere UV LEDs (wurde auch schon mal hier im Forum diskutiert). Die von mir verwendetet UV LED hat 1,25W max. - kostet auch nur 16 Euro.
Vielleicht hat ja der eine oder andere noch andere hilfreiche Tipps dazu.
viele Grüße
Jochen

[jcs]

bei den "Gehäusen" handelt es sich um uralte Leuchte 15, die bei eBay so um die 15 € zu kriegen ist. Oft auch als Bestandteil einer Junior Steckleuchte und noch mitsamt der Fassung für die alte Glühlampe 6V/15 W, auch als Stehleuchte oder am Standard Mikroskop angebaut - leider ohne den Flansch mit der Ringschwalbe.

Hallo Rolf,

danke für die Info. Fluoreszenz steht bei mir recht weit oben auf der Wunschliste, und da werde ich sicher auf LEDs setzen. Deine und Jochens "Vorarbeiten" werden da jedenfalls bei der Planung und Auswahl sehr hilfreich sein.

Jürgen