DE10205310B4 - A method for generating the effect of a broadband incoherent LED-like light source and use of such a method in a gas measuring device and in a lighting device - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Erzeugen der Wirkung einer breitbandigen inkohärenten LED-ähnlichen Lichtquelle durch gepulstes Betreiben eines Quantenkaskadenlasers (7) ohne modenselektive Strukturierung, bei dem der Quantenkaskadenlaser (7) mit Pulspaketen (38) aus einzelnen sehr kurzen Pulsen im Bereich von 1 ns bis 200 ns betrieben wird, wobei die Pulspakete (38) mit Frequenzen im Bereich von 1 Hz bis 100 kHz ein- und ausgeschaltet werden.A method for generating the effect of a broadband incoherent LED-like light source by pulsed operation of a quantum cascade laser (7) without mode-selective structuring, in which the quantum cascade laser (7) operates with pulse packets (38) of individual very short pulses in the range of 1 ns to 200 ns with the pulse packets (38) being switched on and off at frequencies in the range of 1 Hz to 100 kHz.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen der Wirkung einer breitbandigen inkohärenten LED-ähnlichen Lichtquelle, die Verwendung eines solchen Verfahrens in einer Gasmessvorrichtung und die Verwendung eines solchen Verfahrens in einer Beleuchtungsvorrichtung.The The present invention relates to a method for producing the effect a broadband incoherent LED-like Light source, the use of such a method in a gas measuring device and the use of such a method in a lighting device.
Die
Die
CAPASSO, F. u. a.: New Frontiers in Quantum Cascade Lasers and Applications, in: IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, Vol. 6, No. 6, 2000, S. 931–947, beschreibt Quantenkaskadenlaser und ihre Anwendungen. Die beschriebenen Laser werden z. B. für chemische Bestimmungen oder bei spektroskopischen Anwendungen verwendet.CAPASSO, F. u. a .: New Frontiers in Quantum Cascade Lasers and Applications, in: IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, Vol. 6, no. 6, 2000, pp. 931-947, describes quantum cascade lasers and their applications. The described lasers be z. For example chemical determinations or used in spectroscopic applications.
Laservorrichtungen mit einem Quantenkaskadenlaser sind aus dem Stand der Technik allgemein bekannt. Am Markt für infrarotoptische Gasmessgeräte werden derzeit vorwiegend nicht dispersive Geräte angeboten. Dabei werden üblicherweise breitbandige, thermische Emitter als Infrarotlichtquellen eingesetzt. Die Strahlungsdetektion geschieht vorzugsweise mit thermischen Detektoren wie Thermopiles, Pyrodetektoren oder auch mit fotoakustischen Nachweisverfahren. Bei dem NDIR-Verfahren (nichtdisperse IR-Absorption) ist allgemein eine spektrale Filterung der Strahlung notwendig, die mit Interferenzfiltern, mit mikromechanischen Fabry-Perot-Resonatoren oder mit Gasfiltern realisiert werden kann. Begrenzend auf die Leistungsdaten dieser Messgeräte wirkt sich zum einen die geringe Modulierarbeit der thermischen Strahler aus, so dass im Allgemeinen nur mit Frequenzen im 10 bis 100 Hz-Bereich moduliert werden kann. Vor allem sind die Geräte aber durch die physikalisch vorgegebene, zu geringe spektrale Leistungsdichte eines Planck-Strahlers begrenzt.laser devices with a quantum cascade laser are well known in the art known. In the market for infrared optical gas measuring instruments At present, mainly non-dispersive devices are offered. Usually broadband, thermal emitters used as infrared light sources. Radiation detection is preferably done with thermal detectors such as thermopiles, Pyrodetectors or with photoacoustic detection methods. The NDIR method (non-dispersed IR absorption) is general a spectral filtering of radiation necessary with interference filters, with micromechanical Fabry-Perot resonators or with gas filters can be realized. Limited to the performance data of these meters works On the one hand, the low modulating work of the thermal radiators out, so generally only with frequencies in the 10 to 100 Hz range can be modulated. Above all, the devices are physically but through the given, too low spectral power density of a Planck radiator limited.
Mit großflächigen Strahlern würde man zwar höhere Leistungen erreichen, diese lassen sich aber nicht gut auf kleine Detektionselemente abbilden.With large spotlights you would though higher Achieve achievements, but these are not good on small Imaged detection elements.
Ein weiterer Nachteil thermischer Strahler ist, dass ihre Strahlung nur unter erheblichen Leistungseinbußen kollimiert werden kann und somit Messungen über große Strecken nur mit erheblichem Aufwand machbar sind.One Another disadvantage of thermal radiators is that their radiation can be collimated only under significant performance losses and thus measurements over size Routes are feasible only with considerable effort.
Bei den kostenmäßig aufwändigeren, dispersiven Geräten werden im Allgemeinen auch thermische Lichtquellen eingesetzt, so dass viele der vorgenannten Nachteile bestehen bleiben.at the cost-consuming, dispersive devices In general, thermal light sources are also used that many of the aforementioned disadvantages persist.
Laserspektroskopische Messverfahren werden generell nur für spezielle Anwendungen und für hochempfindliche Labormessungen eingesetzt. Dies ist unter anderem durch die hohen Komponentenpreise und die hochempfindliche und häufig wartungsintensive Messtechnik bedingt.Laserspectroscopic Measuring methods are generally only for special applications and for highly sensitive Laboratory measurements used. This is partly due to the high Component prices and the highly sensitive and often maintenance-intensive measurement technology conditionally.
Diese Verfahren benötigen Laser, die nur auf einer Mode emittieren. Diese Art von Lasern ist aber im Allgemeinen nur durch aufwändige Selektion oder zusätzliche Strukturierung des Lasers zu erhalten, wie beispielsweise durch eine „distributed feedback(DFB)-Strukturierung”. Dadurch werden die Kosten eines solchen Lasers erhöht.These Need procedure Lasers that only emit in one fashion. This type of lasers is but generally only through elaborate selection or additional To obtain structuring of the laser, such as by a "distributed feedback (DFB) -Structuring ". Thereby the cost of such a laser is increased.
Andere kompakte Lichtquellen, wie IR-LEDs oder andere nichtthermische inkohärente Quellen im langwelligen mittleren Infrarotbereich (MIR) sind jedoch nicht verfügbar.Other compact light sources, such as IR LEDs or other non-thermal incoherent sources in the long-wave mid-infrared range (MIR) are not available.
Die Entwicklung neuer Gas- und Flüssigkeitsmessgeräte verläuft derzeit in Richtung der Verwendung nichtthermischer Lichtquellen. Vor allem werden sogenannte Quantenkaskadenlaser (QCL) eingesetzt, die bei Raumtemperatur betrieben eine pulsförmige Laserquelle mit hoher Leistungsdichte darstellen.The Development of new gas and liquid measuring instruments is currently ongoing towards the use of non-thermal light sources. Especially called quantum cascade lasers (QCL) used at room temperature operated a pulse-shaped Represent laser source with high power density.
Die Entwicklung neuer Beleuchtungsvorrichtungen zum Beispiel für Kraftfahrzeuge, Schiffe oder Flugzeuge verläuft derzeit in Richtung der Anwendung von infraroten Lichtquellen. Infrarotes Licht durchdringt deutlich besser Nebel, so dass ein mit Infrarotsichtgerät und Infrarotscheinwerfer ausgerüstetes Kraftfahrzeug, Schiff oder Flugzeug auch im Nebel deutlich sicherer gesteuert werden kann, als mit der üblichen Ausstattung. Inzwischen werden passive Infrarotsensoren und Infrarotkamerasysteme im Automobilbereich zur Kollisionsvermeidung mit Mensch und Tieren auf der Fahrbahn eingesetzt. Durch eine zusätzliche Infrarotbeleuchtung würde die Sicherheit erhöht werden.The Development of new lighting devices, for example for motor vehicles, Ships or airplanes passes currently in the direction of the application of infrared light sources. infrared Light penetrates much better fog, leaving one with infrared sight and infrared lights equipped Motor vehicle, ship or plane in the fog much safer can be controlled, as with the usual equipment. meanwhile become passive infrared sensors and infrared camera systems in the automotive sector for collision avoidance with humans and animals on the roadway used. By an additional Infrared lighting would the security increases become.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Erzeugen der Wirkung einer breitbandigen inkohärenten LED-ähnlichen Lichtquelle anzugeben, bei dem die mittlere spektrale Leistungsdichte gegenüber bisherigen Verfahren erhöht ist. Weiterhin soll die Verwendung eines Verfahrens in einer Gasmessvorrichtung angegeben werden, so dass mit der Gasmessvorrichtung schnellere und empfindlichere Messungen möglich sind. Außerdem soll die Verwendung eines Verfahrens in einer Beleuchtungsvorrichtung angegeben werden, so dass die die Sicht bei schlechten Witterungsbedingungen, wie z. B. Nebel erhöht wird.The invention is therefore based on the object of specifying a method for generating the effect of a broadband incoherent LED-like light source, in which the average power spectral density is increased compared to previous methods. Furthermore, the use of a procedural be specified in a gas measuring device, so that faster and more sensitive measurements are possible with the gas measuring device. In addition, the use of a method in a lighting device should be specified so that the visibility in poor weather conditions, such. B. fog is increased.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens zum Erzeugen der Wirkung einer breitbandign inkohärenten LED-ähnlichen Lichtquelle erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1.These Task is with regard to the method for generating the effect a broadbandign incoherent LED-like Light source according to the invention solved by a method with the features of claim 1.
Hinsichtlich der Verwendung eines Verfahrens in einer Gasmessvorrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die Verwendung eines Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruches 6 gelöst.Regarding the use of a method in a gas measuring device is the task according to the invention the use of a method with the features of the claim 6 solved.
Die Aufgabe wird bezüglich der Verwendung eines Verfahrens in einer Beleuchtungsvorrichtung erfindungsgemäß durch die Verwendung eines Verfahrens mit den Merkmalen der Ansprüche 10 und 11 gelöst.The Task is relative the use of a method in a lighting device according to the invention the use of a method having the features of claims 10 and 11 solved.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren zum Erzeugen der Wirkung einer breitbandigen inkohärenten LED-Lichtquelle durch gepulstes Betreiben eines Quantenkaskadenlasers ohne modemselektive Strukturierung wird der Quantenkaskadenlaser mit Pulspaketen aus einzelnen sehr kurzen Pulsen im Bereich von 1 ms bis 200 ms betrieben, wobei die Pulspakete mit Frequenzen im Bereich von 1 Hz bis 100 Hz ein- und ausgeschaltet werden.At the inventive method for generating the effect of a broadband incoherent LED light source by pulsed operation of a quantum cascade laser without modem-selective structuring becomes the quantum cascade laser with pulse packets of individual very operated short pulses in the range of 1 ms to 200 ms, the pulse packets switched on and off at frequencies ranging from 1 Hz to 100 Hz become.
Von Vorteil kann es sein, wenn mit dem Quantenkaskadenlaser eine Wärmeabführeinrichtung, die die Wärme passiv ableitet, verbunden ist.From Advantage may be, if with the quantum cascade laser a heat dissipation device, the heat passively derived, is connected.
Ein derartiges Verfahren ist kostengünstig und der Quantenkaskadenlaser und der Pulserzeuger weisen eine kompakte Bauweise auf. Deshalb kann es in einer Gasmessvorrichtung oder einer Beleuchtungsvorrichtung verwendet werden. Als QCL werden vorzugsweise Fabry-Perot-Laser oder Ridge-Laser ohne modenselektive Strukturierung verwendet.One Such method is inexpensive and the quantum cascade laser and the pulse generator have a compact Construction on. Therefore, it may be in a gas measuring device or a Lighting device can be used. As QCL, preferably Fabry-Perot laser or ridge laser used without mode-selective structuring.
Mit einem derartigen Verfahren können um ein Vielfaches höhere mittlere spektrale Leistungsdichten als mit verfügbaren IR-LEDs erreicht werden. Mit diesen hohen spektralen Leistungsdichten sind somit schnellere und empfindlichere Infrarotmessgeräte möglich. Hierbei kann die bessere Kollimierbarkeit gegenüber thermischen Emittern ausgenutzt werden.With Such a method can many times higher average spectral power densities can be achieved than with available IR LEDs. With these high spectral power densities are thus faster and more sensitive infrared measuring devices possible. Here, the better collimability to thermal emitters can be exploited.
Die Modulierbarkeit in der Leistung ist ohne Probleme über den Betriebsstrom möglich und besser als bei thermischen Emittern. Weiterhin kann eine derartige Laservorrichtung in eine bestehende Anordnung z. B. einen Scheinwerfer eingebaut und aus dem 12 V/24 V-Bordnetz eines Kraftfahrzeuges betrieben werden.The Modulability in performance is without problems over the Operating current possible and better than with thermal emitters. Furthermore, such Laser device in an existing arrangement z. B. a headlight installed and operated from the 12 V / 24 V electrical system of a motor vehicle become.
Von Vorteil kann es sein, wenn die Frequenz variabel ist. Auf diese Weise kann die Frequenz gemäß der jeweiligen Anforderung gewählt werden.From Advantage may be, if the frequency is variable. To this Way, the frequency according to the respective Requirement selected become.
Weiterhin ist es günstig, wenn die Pulshöhe und/oder Pulsdauer eines Einzelpulses und/oder die Pulsabstände von Einzelpulsen im Verlauf des Pulspaketes und/oder in verschiedenen Pulspaketen variiert werden kann. Dadurch ist eine gute Anpassung an verschiedene Arbeitsvorgänge möglich.Farther is it cheap if the pulse height and / or Pulse duration of a single pulse and / or the pulse intervals of Single pulses during the Pulspaketes and / or in different Pulse packets can be varied. This is a good match different work processes possible.
In einer vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung kann sich der Quantenkaskadenlaser in einem vorzugsweise genormten, standardmäßigen Gehäuse mit zumindest einem für die Laserstrahlung durchlässigen Wandabschnitt befinden. Dieser Wandabschnitt kann beispielsweise aus einem teilweise IR(Infrarot)-durchlässigen Polymer (z. B. Polyethylen) gebildet sein. Dadurch ist eine kompakte Bauweise gegeben und das Verfahren kann auch in anderen Vorrichtungen leicht verwendet werden, wodurch die Kosten gesenkt werden.In an advantageous development of the invention may be the Quantum cascade laser in a preferably standardized, standard housing with at least one for the laser radiation permeable Wall section are located. This wall section can, for example from a partially IR (infrared) -permeable polymer (eg polyethylene) be formed. This gives a compact design and that Method can also be easily used in other devices, which reduces the costs.
Von Vorteil kann es sein, wenn das Gehäuse mit einem Gas, wie z. B. Stickstoff oder Argon gefüllt und versiegelt ist. Dadurch wird der Quantenkaskadenlaser, bzw. die Aufbautechnik (Lötverbindungen etc.) geschützt, die empfindlich auf oxidierende Gase reagieren kann.From Advantage may be, if the housing with a gas such. B. Nitrogen or argon filled and is sealed. As a result, the quantum cascade laser, or the Construction technique (solder joints etc.) protected, which can be sensitive to oxidizing gases.
Günstig kann es sein, wenn der für die Laserstrahlung durchlässige Wandabschnitt eine Fresnel-Linse aufweist. Dadurch kann die Strahlung je nach Anwendung geformt werden. Diese Fresnel-Linse kann beispielsweise durch Heißpressen aus einem Kunststoffmaterial (z. B. Polyethylen) gebildet sein.Cheap can be it when the for the laser radiation permeable Wall section has a Fresnel lens. This can cause the radiation be shaped according to the application. For example, this Fresnel lens by hot pressing a plastic material (eg polyethylene) may be formed.
Vorteilhaft kann es sein, wenn die Fresnel-Linse segmentiert ist, da sie dann zur Lichtstreuung, z. B. in einem Scheinwerfer, geeignet ist.Advantageous It may be when the Fresnel lens is segmented, since it then for light scattering, z. B. in a headlight, is suitable.
Von Vorteil kann es auch sein, wenn sich die Wärmeabführeinrichtung im Gehäuse befindet, da dadurch eine effektive Wärmeabführung und eine kompakte Bauweise gegeben ist.From It can also be an advantage if the heat dissipation device is located in the housing, because of this an effective heat dissipation and a compact design is given.
Weiterhin kann es günstig sein, wenn die Wärmeabführeinrichtung als passive Kühleinrichtung ausgebildet ist, da dadurch die Kosten gesenkt werdenFarther it can be cheap be when the heat dissipation device designed as a passive cooling device is because it lowers costs
Weiterhin kann es günstig sein, wenn die Strahlung in eine Infrarotlichtleiterfaser gekoppelt wird. Dadurch ist eine Umleitung der Strahlung möglich.Furthermore, it may be beneficial if the radiation is coupled into an infrared optical fiber. This makes it possible to redirect the radiation Lich.
Zudem kann es günstig sein, wenn der Abstand zwischen dem Quantenkaskadenlaser und der Linse veränderbar ist. Dadurch können verschiedene Möglichkeiten der Beleuchtung realisiert werden. Diese Abstandsveränderung kann beispielsweise durch eine im Gehäuse integrierte elektromagnetische Einrichtung, wie z. B. einer Topfspule oder einem Piezoversteller, erreicht werden.moreover it can be cheap when the distance between the quantum cascade laser and the lens variable is. Thereby can various possibilities the lighting can be realized. This change in distance For example, by an integrated electromagnetic in the housing Device, such. B. a pot coil or a piezoversteller, be achieved.
Von Vorteil kann es sein, wenn zur Erzeugung der Pulszüge eine Spannungsversorgung mit einer DC/DC-Wandlung verwendet wird. Dadurch ist ein universeller Einsatz des Verfahrens, z. B. in Kraftfahrzeugen oder Flugzeugen möglich. Dabei kann z. B. die Spannungsversorgung aus einem 12 V- oder einem 24 V-Bordnetz eines Kraftfahrzeugs verwendet werden.From Advantage may be when to generate the pulse trains a Voltage supply with a DC / DC conversion is used. Thereby is a universal use of the method, eg. B. in motor vehicles or planes possible. It can be z. B. the power supply from a 12 V or a 24 V electrical system of a motor vehicle can be used.
Durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer Gasmessvorrichtung ist eine schnellere und empfindlichere Infrarotmessung als mit üblichen NDIR-Techniken möglich.By the use of the method according to the invention in a gas meter is a faster and more sensitive Infrared measurement as with usual NDIR techniques possible.
Zudem kann es günstig sein, wenn die Gasmessvorrichtung zum Nachweis der Strahlung einen kostengünstigen thermischen Detektor aufweist, z. B. Thermopile, Pyrodetektor, Mikrobolometer oder fotoakustischen Detektor.moreover it can be cheap be when the gas measuring device for detecting the radiation is a cost having thermal detector, z. Thermopile, pyrodetector, microbolometer or photoacoustic detector.
Vorteilhaft kann es sein, wenn der Quantenkaskadenlaser und die Detektionseinheit auf einem gemeinsamen Substrat befestigt sind, da dadurch der Platzbedarf und auch die Kosten verringert werden. Beispielsweise können dadurch Optikkomponenten eingespart werden.Advantageous it may be when the quantum cascade laser and the detection unit are mounted on a common substrate, since this space requirements and also the costs are reduced. For example, by doing so Optics components are saved.
Durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer Beleuchtungsvorrichtung ist eine gute Szenenbeleuchtung möglich.By the use of the method according to the invention in a lighting device is a good scene lighting possible.
Es kann günstig sein, wenn eine weitere, von dem Verfahren verschiedene Beleuchtungseinrichtung, vorgesehen ist. Dadurch ist ein unabhängiger Betrieb möglich.It can be cheap be if another illumination device different from the method, is provided. This allows independent operation.
Von Vorteil kann es auch sein, wenn Teile des Scheinwerfers für sichtbares und infrarotes Licht verwendbar sind. Dadurch werden Bauteile eingespart und die Kosten weiter gesenkt.From It can also be an advantage if parts of the headlight are visible and infrared light are usable. This saves components and further reduced costs.
In einem Verfahren, das nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, zur Detektion von Licht aus einer Beleuchtungsvorrichtung, in der das erfindungsgemäße Verfahren verwendet wird, wird zur Detektion ein Infrarotempfängersystem verwendet. Dadurch ist eine Weiterverarbeitung des von der Beleuchtungsvorrichtung ausgesandten Infrarotlichts möglich.In a method which is not the subject of the present invention is, for detecting light from a lighting device, in the inventive method is used, for detection, an infrared receiver system used. This is a further processing of the of the lighting device emitted infrared light possible.
Von Vorteil kann es auch sein, wenn das Infrarotempfängersystem ein Wärmebildgerät aufweist, da dadurch ein Abbild des von der Beleuchtungsvorrichtung beleuchteten Bereichs gezeigt wird. Das Infrarotempfängersystem kann aber auch aus diskreten unabhängigen Infrarotsensoren bestehen.From It may also be an advantage if the infrared receiver system has a thermal imaging device thereby an image of the illuminated by the lighting device Area is shown. The infrared receiver system can also be off discrete independent Infrared sensors exist.
Vorteilhafte Weiterentwicklungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.advantageous Further developments are the subject of the respective subclaims.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert.The Invention will be described below with reference to an embodiment and associated drawings explained in more detail.
Diese zeigen:These demonstrate:
Eine
Laservorrichtung mit einem gepulsten Quantenkaskadenlaser
Die
Laservorrichtung weist einen Quantenkaskadenlaser
Die
Gehäusevorderseite
Da
der Quantenkaskadenlaser
Zur
Strahlformung ist in die strahlungsseitige Gehäuseöffnung
An
der Gehäuserückseite
In
Zwischen
dem Pulserzeuger
Die
Verwendung einer nicht dargestellte Spannungsversorgung mit einer
DC/DC-Wandlung zur
Erzeugung der Pulszüge
ist günstig,
da dadurch die Quantenkaskadenlaser-LED
Dadurch, dass ein 12-Volt oder ein 24-Volt Bordnetz für die Spannungsversorgung verwendet werden kann, ist ein Einsatz z. B. in einem Kraftfahrzeug möglich.Thereby, that a 12-volt or a 24-volt electrical system is used for the power supply can, is an insert z. B. in a motor vehicle.
In
In
einem Scheinwerfergehäuse
Die
beiden Beleuchtungsvorrichtungen
Für die Szenenbeleuchtung
kann der Abstand d des Quantenkaskadenlasers
Für die Detektion
von Infrarotlicht, das z. B. von einer Beleuchtungsvorrichtung,
wie in
Durch
die Änderung
des Abstandes d zwischen dem Quantenkaskadenlaser
In
In
In
Der
Detektor
Es
ist denkbar, dass die Gasmessvorrichtung
Außerdem ist
denkbar, dass der Quantenkaskadenlaser
Insbesondere
bei einer Gasmessvorrichtung
In
Auch bei der Gassensorik kann es vorteilhaft sein, wenn die Schaltfrequenz nicht konstant ist. Bei einer geringen Gaskonzentration kann eine relativ kleine Schaltfrequenz ausreichen. Bei einem plötzlichen Anstieg der Gaskonzentration über eine bestimmte Schwelle kann die Schaltfrequenz erhöht werden, um eine rasche Erfassung der erhöhten Gaskonzentration zu gewährleisten.Also in the gas sensor, it may be advantageous if the switching frequency is not constant. At a low gas concentration, a relatively small switching frequency suffice. In a sudden Increase in gas concentration over a certain threshold, the switching frequency can be increased, to quickly detect the increased gas concentration to ensure.
Ebenso
muss die in
Mit
der Quantenkaskadenlaser-LED
Ein
weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass Gasmessvorrichtungen
Mit diesen hohen spektralen Leistungsdichten sind somit schnellere und empfindlichere Infrarotmessgeräte mit kompakten, aber spezifischen und hochempfindlichen Sensoren, die in der Produktions- und Prozessmesstechnik, im Automobilbereich, in der Sicherheitstechnik und in der Klima- und Umweltsensorik eingesetzt werden können, möglich. Hierbei kann auch die bessere Kollimierbarkeit gegenüber thermischen Emittern ausgenutzt werden.With these high spectral power densities are thus faster and more sensitive infrared measuring devices with compact but specific and highly sensitive sensors, in the production and process measuring technology, in the automotive sector, used in safety technology and in climate and environmental sensors can be possible. in this connection can also exploit the better collimability to thermal emitters become.
Das
erfindungsgemäße Verfahren
kann auch zur Szenenbeleuchtung im Infraroten eingesetzt werden.
Infrarotes Licht im Spektralbereich zwischen 8 und 12 μm durchdringt
Nebel deutlich besser, so dass ein mit Infrarotsichtgerät und Infrarotscheinwerfer
ausgerüstetes
Kraftfahrzeug, Schiff oder Flugzeug auch im Nebel deutlich sicherer
gesteuert werden kann, als mit der üblichen Ausstattung. Die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung
Das
erfindungsgemäße Verfahren
stellt eine ideale Lichtquelle für
die vorgenannten Anwendungen dar. Es kann in vorhandenen Beleuchtungseinrichtungen,
wie z. B. Scheinwerfer
Bei
Kfz-Anwendungen ist die Blendsicherheit beim Einsatz solcher zusätzlicher
Lichtquellen ein wichtiges Thema. Der stark polarisierte Strahl
Ein
empfindliches Messverfahren, wie das Lockin-Verfahren, für die Szenenanalyse
ist nur möglich,
da die Modulierbarkeit in der Leistung ohne Probleme über den
Betriebsstrom möglich
und besser als bei thermischen Emittern ist. Die Modulierbarkeit ist
nur durch den Wärmehaushalt
des Quantenkaskadenlasers
Für die Szenenanalyse
kann ein geringer duty-cycle < 1%
(d. h. Pulsfolge An/Aus-Tastverhältnis) verwendet
werden. Damit ist die Wärmelast
des Bauteils gering, so dass dieses auch in bestehende Anordnungen,
wie z. B. einen Scheinwerfer
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