Leistungsstarke LED für's Orthoplan

Begonnen von Holger Adelmann, November 11, 2020, 14:26:14 NACHMITTAGS

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Holger Adelmann

Liebe Kollegen,

wie ist denn im Moment der Stand der Technik was LED Beleuchtung für das Orthoplan angeht?

Ich möchte das mal mit einem Lampenhaus (LH 100) versuchen.
Ziel ist natürlich,
- die Einstell- und Zentriermöglichkeiten des LH 100 zu behalten,
- eine möglichst kohärente Beleuchtung, also einen Punktstrahler und keine grössere LED Punkt-Matrix
- Helligkeiten, die deutlich über der 100W Halogenlampe liegen
- sauber bis dunkel / aus dimmbar
- homogene Ausleuchtung bis Sehfeldzahl 28 (am liebsten), mind. aber bis SZ 26
- keine Lücken im Spektrum der LED, sondern möglichst ein Kontinuum ...

Der letzte Punkt ist besonders wichtig für mich in der Erzmikroskopie, da ein Spektrum mit peaks & dips die Erkennung der feinen Farbnuancen der Erze sicher erheblich erschwert, zumal ich mich da jahrelang mit der 100W Halogen "eingesehen" habe ...
(Inwieweit der bei weissen LEDs typischerweise fehlende "tiefrote" Bereich und eine Prädominanz im Blauen Unterschiede zum Farbeindruck der Halogenlampe in der Erzmikroskopie macht, muss ich dann sehen, mit meiner XBO 150 sieht das auch schon anders aus, deshalb nehme ich die nur für strukturelle Fragen beim lichtschluckenden Auflicht-Immersionskontrast ...)

Ich freue mich auf eure Einsichten :)
Holger

Bastian

Holger,
an das Spektrum einer Halogenlampe kannst mit einer LED nicht herankommen, die LEDs haben alle den typischen Blau Peak und danach diesen relativ flachen Bereich über die anderen Farbanteile.
Als ich anfing meine Proben, wozu auch Erze gehören per LED zu untersuchen, also etwa 10 Jahren, hieß es von den Auflicht-Kollegen (nicht hier im Forum): Vergiss es.
Ich habe mich aber eingesehen, und betreibe es immer noch per LED. Es geht also schon. Die feinen Nuancen, sind aber natürlich andere also du es vom Halogenlicht kennen wirst. Inwiefern nun aber im Einzelnen etwas fehlt oder nicht musst du selber durch Ausprobieren in Erfahrung bringen.

Was die Leistung angeht, so habe ich meist 10W LED verwendet, die Steuerung die ich damals entwickelt hatte treibt aber auch mühelos eine 20W LED. Da will man selbstverständlich im Hellfeld NICHT mehr hinein sehen. Diu kannst mich auch per PM benachrichtigen, falls Du Fragen zu der LED Lösung haben solltest.
Soviel zunächst einmal.
Erzliche Grüße,
Bastian

WinfriedK

Lichtspektrum von LED u.a. (nach Trump)
https://www.youtube.com/watch?v=nycAujdp708
Tschuldigung, ist mir so reingerutscht in die Antwort ..

olaf.med

Lieber Holger,

schau mal hier - und in Sachen LED kann ich Stephan nur wärmstens empfehlen.

Herzliche Grüße,

Olaf
Gerne per Du!

Vorstellung: http://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=4757.0

... und hier der Link zu meinen Beschreibungen historischer mineralogischer Apparaturen:
https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=34049.0

Florian D.

#4
Hallo Holger,

die Forderung nach kohärenter Beleuchtung verwundert mich etwas.
Kohärente Beleuchtung verringert ja die Objektähnlichkeit des Bildes.
Die Dimension der Lichtquelle hat ja auch Einfluss auf die Beleuchtungsapertur, insbesondere sollte die Lichtquelle so gross sein, dass die Aperturblende voll ausgeleuchtet ist.

Viele Grüsse
Florian

Holger Adelmann

Hallo Florian,

lass es mich mal so ausdrücken:
Ich halte es mit Herrn Husemann, der mal in einem früheren Thread gesagt hat:
,,Reale, flächenhafte Lichtquellen muß man sich zusammengesetzt denken aus untereinander inkohärenten (Quasi-)Punktqellen. Auf jede von diesen kann man für die mikroskopische Abbildung die ursprünglichen Abbe´schen Überlegungen anwenden und wegen der Inkohärenz alle einzelnen Ergebnisse überlagernd addieren. Da wegen der Flächenhaftigkeit alle Beleuchtungsarten von gerade (in der opt. Achse) bis schief (vom achsenfernen Rande der Lichtquelle) gemeinsam auftreten, und Letztere das höhere Auflösungsvermögen haben, ergibt sich hier für die Auflösungsgrenze d = lambda(v) / [NA(Obj.) + NA(Bel.)] , mit NA(Bel.) < =  NA(Obj.) und damit dmin = lambda(v) / 2NA(Obj.) als theoretisches Optimum.
Insbesondere mit Annäherung von NA(Bel.) an NA(Obj.), d.h. bei weiterer Öffnung der Kondensorblende, nimmt aber - auch das beschreibt die Theorie - der Bild-Kontrast für zunehmend feinere Objektstrukturen bis zum Erreichen von d kontinuierlich ! (außerdem recht flach!) auf Null ab."
Ende Zitat Husemann

Im Prinzip möchte ich keinen Fächen- / Matrix-Strahler, sondern eine homogene Lichtquelle, die vom Durchmesser zum Kollektor/ Kondensor-System meines Lampenhauses passt.
Dieses System wurde ja so konstruiert, dass es die Apertur aller Objektive ausleuchten kann.

Viele Grüße,
Holger




Lupus

Hallo Holger,

die Forderung "möglichst kohärente Beleuchtung" ist bei der Frage der Lichtquelle irreführend. Bei köhlerscher Beleuchtung ist die Beleuchtung bei voller Kondensoraperturausleuchtung prinzipbedingt grundsätzlich inkohärent. Sie wird durch Schließen der Aperturblende zunehmend kohärent unter Zunahme der Beugungsartefakte und des scheinbaren Kontrastes. Die Art der Lichtquelle ändert nichts daran. Für die Wahl der Lichtquelle ist nur relevant dass sie, wie Du schon gesagt hast, in der Größe an das bestehende Kondensorsystem angepasst ist.

Hubert


Holger Adelmann

Hallo Hubert & Florian,

Kohärent war in diesem Zusammenhang sicher nicht die ideale Wortwahl, das ist richtig.

Holger

Holger Adelmann

Liebe Kollegen,

Ich brauche nun euren Rat:

ich habe mit Stephan Hiller gesprochen und er wird mir eine LED Lösung für das LH 100 bauen, die ich an verschiedenen Orthoplan-Stativen einsetzten kann, einfach durch einen rückwärtigen Einschub!
Wir haben über eine 18W XHP 50 LED gesprochen, die gibt mir bestimmt genug Licht in der Auflicht-Erzmikroskopie, incl. lichtschluckendem Immersionskontrast.


Ich bin mir aber nicht sicher welche Lichtfarbe ich nehmen soll. 4000K? 6000K?

Ziel ist, dem relativ ausgewogenen Licht einer CB12 gefilterten 100W Halogenlampe nahe zu kommen, die mit max. Leistung (bei 13,5 V) betrieben wird.
Ich habe mich lange in die "feinen Farbnuancen" der Erze im Auflicht eingesehen und möchte das Lichtspektrum am liebsten dahin "trimmen".

Hat jemand ein Spektrum, welches so eine Halogenlampe mit (und ohne?) CB bei max. Leistung zeigt? Das wäre das Ziel! Der liebe Peter Höbel vielleicht?

Gut, die LED hat Defizite im blau-violetten und blaugrünen Teil, mit stark dominantem Blau.
Mit dem Defizit im blau-violetten Bereich kann ich am ehesten Leben, da ist die Halogenlampe besser aber nicht great. Und ich muss auch damit Leben, da die LED dort noch keinen Output hat.

Frage ist also wie ich den blauen peak (Mittenfrequenz ca. 450 nm) reduziere und gleichzeitig den blaugrünen Bereich relativ dazu anhebe (Leistung dafür sollte ja genug da sein)....?

Irgendwelche Ideen?

Viele Grüße,
Holger








derda

#9
Hallo Holger,

persönlich empfinde ich die 4000K einer Halogenlampe ähnlicher als es die 6000K Variante ist. 6000K ist schon Xenonlicht  ;)

Viele Grüße

Erik

Florian D.

Vielleicht mit einem Langpassfilter, z. B. GG475 von Schott, evtl in Kombination mit den bläulichen Standardmikroskopfiltern, die Glühlampenlicht tageslichtähnlicher machen, um auch den Rotanteil entsprechend zu dämpfen.

Holger Adelmann

Danke für die ersten Vorschläge  :)

@Erik: evt. die 4000K (oder 6000K?) Variante mit einem CC Yellow Filter betreiben, der so bei 435 nm seinen Peak hat?

@Florian: Hmmmm - der GG475 ist super steil links von der Kante, da schneide ich mir fast alles Blau weg ... ich wollte ja nur den Blau-Peak dämpfen, die anderen wichtigen Blauanteile des LED-Spektrums leiden mit dem LP Filter erheblich ....

H.

David 15

Hallo Holger,

ich möchte Dir noch eine Sache zu bedenken geben: Die einzelnen Emitter der XHP 50 sind relativ weit auseinander, sodass je nach Kollektoroptik eine kreuzförmige Abschattung im mikroskopischen Bild die Folge sein kann. Bei der neueren XHP50.2 sind die Emitter näher einander gerückt und die Fläche zwischen den Emittern scheint auch ein wenig zu leuchten. Zumindest habe ich mit der XHP70.2 am Olympus Vanox kein Problem mit einer Abschattung.

Viele Grüße
David
''Wir leben in einem gefährlichen Zeitalter. Der Mensch beherrscht die Natur, bevor er gelernt hat, sich selbst zu beherrschen.'' ( Albert Schweitzer)

Vorstellung: ''Hier''

Holger Adelmann

#13
Vielen Dank David!

Ich denke da kann Stephan bestimmt etwas zu sagen .... ich könnte mir denken, dass er diese verbauen wird, sie hat ja auch 18W wie ich sehe!
... ah und lt. Datenblatt (im Vergleich zum Vorgänger): "unparalleled lumen density and longer lifetime at higher operating temperatures".

Viele Grüße,
Holger

derda

Hallo Holger,

gute Frage. Der bisherige Weg beim Halogenlicht war immer ein Aufhärten des langwelligen Spektrums mittels Blaufilter. Ich glaube wirklich nicht, dass dies bei 4000K erforderlich ist, aber es ist bestimmt besser als ein Langpassfilter bei 6000K.

Deine Augen werden die 4000K bevorzugen.

Viele Grüße,

Erik