Ushio wird eine neue rekordbrechende Version seiner Epitex SMBB1050GD SWIR-LEDs (short-wavelength infrared, kurzwelliges Infrarot) mit einer emittierten Wellenlänge von 1050 nm auf den Markt bringen. Erhältlich sind diese LEDs als Single- und als Multi-Chip-Package, wobei jeder Galliumarsenid (GaAs)-Chip eine optische Rekord-Ausgangsleistung von 700 mW bei 1 A (Dauerstrichbetrieb, cw) bzw. 1200 mW bei 2 A (Pulsbetrieb) erbringen kann. Die Multi-Chip-Packages der SMBB-Familie ermöglichen die Verwendung von bis zu drei Chips gleichzeitig zusammen mit einem optionalen Keramikisolator, so dass eine unglaubliche optische Ausgangsleistung von bis zu 3700 mW erreicht werden kann.
Dieser jüngste Erfolg für die SMBB-LED-Familie krönt eine ganze Reihe von Weltneuheiten und Rekorden in den letzten Jahren. 2019 setzte Ushio die Entwicklung seiner Spectro Breitband-LED-Serie fort, die mit 160 mW die weltweit höchste Pulsleistung im Hyperspektralbereich (500–1000 nm) erzielte. Spectro-LEDs eignen sich ideal für eine Reihe von Analyse-, Detektions- und Diagnoseanwendungen und bieten gleichzeitig eine erheblich längere Lebensdauer im Vergleich zu den herkömmlichen Halogenlampen auf dem Markt.
2020 folgte die Epitex D-Serie mit Indiumgalliumarsenidphosphid (InGaAsP)-Chips, die weltweit die höchste jemals erreichte Ausgangsleistung und Effizienz erzielte. Mehr Informationen zur Markteinführung der D-Serie und einen Vergleich mit der davor eingeführten Epitex S-Serie finden Sie hier.
Optische Eigenschaften und Package-Aufbau der SMBB1050GD
Der 1 mm² große Chip der SMBB1050GD ist mit Silberleitkleber auf dem Kupferkühlkörper des Packages befestigt. Das Basis-Package der SMBB1050GD-Serie – mit flacher Silikonharzlinse – liefert im Dauerstrichbetrieb (cw) eine Gesamtausgangsleistung von 700 mW. Die Flachlinse kann auch gegen verschiedene weitere Optionen ausgetauscht werden, um die Intensität und die Verteilung der emittierten Strahlung zu verändern. Dieser grundlegende Aufbau ist allen LEDs der SMBB-Familie gemein und ermöglicht eine gute Wärmeableitung sowie eine große Auswahl an Linsen für verschiedenste Anwendungen.
Bei einer flachen oder einer 05er Linse ist der Abstrahlwinkel breiter, so dass die emittierte Strahlung zwar weniger fokussiert und weniger intensiv ist, dafür wird jedoch die Ausleuchtungsbreite deutlich größer. Im Fall der SMBB1050GD liefern die Flachlinsen und die 05er Linsen eine Strahlungsintensität von 230 mW/sr (Milliwatt pro Steradiant) bzw. 360 mW/sr.
Für Anwendungen, die eine hoch fokussierte, hoch intensive Strahlung erfordern, verengen die Linsentypen 02 und 03 den Strahlengang und bündeln die intensivierte Strahlung in einem engeren Abstrahlwinkel. Der Linsentyp 02 bietet die höchste Intensität, da die SWIR-Strahlen in einen engen Abstrahlwinkel von ±10° gezwängt werden, was die Strahlungsintensität auf 3100 mW/sr (Dauerstrichbetrieb) bzw. 5200 mW/sr (Pulsbetrieb) erhöht.
Anwendungsfälle für die leistungsstarken SMBB1050GD SWIR-LEDs von Ushio
- Fehlerinspektion von Hochtemperaturglas
- Fehlerinspektion von Silizium-Wafern
- Fehlerinspektion von Solarzellen
- Feuchtigkeitskontrolle
- Füllstandskontrolle von Medizinfläschchen
- Kontaminationsprävention
- Lebensmittelsortierung
- Maschinelles Sehen
- Sonnensimulation
- Sortierung von Kunststoffen für das Recycling
Maschinelles Sortieren: die perfekte Aufgabe für 1050-nm-SWIR-LEDs
Wir haben bereits früher einen Artikel veröffentlicht, in dem wir den Einsatz von Nah-Infrarot-LEDs (NIR) bei der automatischen Nummernschilderkennung (ANPR) beschrieben haben. Die 1.050-nm-LEDs von Ushio spielen jedoch in einem etwas komplexeren Anwendungsfall des maschinellen Sehens eine Rolle. Anstatt einfach nur für eine gute Ausleuchtung auch bei schlechten Sichtverhältnissen zu sorgen, wie im Fall der Nummernschilderkennung, lassen sich die SMBB1050GD-LEDs mit einer SWIR-Kamera oder einem SWIR-Sensor kombinieren, um verschiedene Materialien voneinander zu unterscheiden.
Jedes Material, ob organisch oder künstlich hergestellt, hat seine eigene molekulare und chemische Zusammensetzung. Verschiedene Strukturen reflektieren oder absorbieren SWIR-Strahlen in unterschiedlichem Maße, so dass wir Maschinen beibringen können, Gegenstände zu identifizieren und entsprechend zu sortieren. Viele organische Materialien absorbieren den größten Teil der Strahlung im Wellenlängenbereich von 1000 bis 1750 nm. Werden mehr Strahlen absorbiert, was aufgrund des hohen Feuchtigkeitsgehalts zum Beispiel bei Obst oder Gemüse der Fall ist, erscheint bei der Aufnahme mit einem SWIR-Bildgerät ein dunkleres Bild. Im Gegensatz dazu erscheinen Materialien oder Substanzen, die mehr Strahlen reflektieren, heller. Diese Art der Spektroskopie kann zum Nachweis und zur Messung des Wassergehalts verwendet werden, um Früchte von Fremdkörpern in der Produktionslinie zu trennen oder um zwischen den verschiedenen Polymeren zu unterscheiden, die in einer Kunststoff-Recyclinganlage anfallen.
Sobald der erwartete Absorptionsgrad bei 1050 nm gemessen und in die Sortiersoftware eingegeben wurde, kann die Maschine angewiesen werden, alles zu akzeptieren oder abzulehnen, was das Sichtfeld der Maschine durchläuft und den entsprechenden Absorptionsgrad aufweist. Dies kann auch in der Produktqualitätskontrolle zur Erkennung von Artikeln verwendet werden, die zwar aus dem richtigen Material bestehen, jedoch vor dem Sortierprozess beschädigt wurden. Ein gängiges Beispiel für dieses Verfahren ist die Obstsortierung vor der Verarbeitung oder Verpackung. So hat ein Apfel möglicherweise eine Druckstelle unter der Schale, die mit bloßem Auge nicht zu sehen ist. Der SWIR-Sensor erkennt diesen Fehler jedoch und löst die Ausschleusung des Apfels aus der Produktionslinie aus, ohne dass menschliches Eingreifen erforderlich wäre. Diese Fähigkeit zur Feuchtigkeitserkennung ermöglicht es sogar, den Reifegrad verschiedener Früchte noch auf dem Förderband zu messen und zu beurteilen.
Während sich die Wellenlänge von 1050 nm ideal für die Sortierung von Lebensmitteln anhand ihres Feuchtigkeitsgehalts eignet, bietet Ushio ein breites Sortiment an LEDs für SWIR-Anwendungen an, das den gesamten Wellenlängenbereich von 1000 bis 1700 nm abdeckt. Für Anwendungen außerhalb des Infrarotbereichs enthält das Epitex-Sortiment auch LEDs, die das sichtbare und das ultraviolette (UV) Spektrum bis hinunter zu 365 nm abdecken. Die vollständigen Spezifikationen jeder Diode finden Sie in unserer Online-LED-Bibliothek.
Vorteile
- Genaue Erkennung von Verunreinigungen
- Macht sichtbar, was dem menschlichen Auge oder einer Wärmebildkamera verborgen bleibt
- Schneller als das menschliche Auge sowie herkömmliche Bildgebung und Wärmebildtechnik
- Verbesserung der Produktqualität
- Weniger Abfall
Datenblätter der SMBB1050-GD 1050-nm-SWIR-LEDs
Wenden Sie sich noch heute an Ushio, um Hilfe bei Ihren Anfragen zu LED- und Laserdioden zu erhalten
Ihre Anfragen zum Verkauf der Epitex SWIR-LEDs in der EMEA-Region richten Sie bitte über unsere Kontaktseite an Ushios SSL-Vertriebsleiter Ardan Füßmann. Sobald Sie bereit sind, steht Herr Füßmann jederzeit zur Verfügung, um alle Ihre SSL-Bedürfnisse mit Ihnen zu besprechen, und führt Sie gerne durch unser gesamtes LED– und Laserdioden-Portfolio.
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