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LED光源与其他光源的对比

时间:

2022-11-02 16:41

来源:

LED光源与其他光源的对比

一、LED光源与卤素灯等常规光源对比：

目前在显微镜中，现有的光源是石英-卤素白炽灯，目前LED正在进入显微镜中，因为卤素源通常要耗散50W-100W。但是可以看到，卤素源仍然很有优势，它们本质上是黑体散热器。卤素的好处是它是一个很好的广谱光源。该光谱非常均匀，色彩非常好。这意味着它们产生连续的光谱，没有任何凸起的地方，因此可以看到任何可见颜色的任何物体，并且可以通过光学滤光分开任何可见的颜色。

光学成像等应用领域对激光光的要求正在快速提升，有些光学系统需要每天做长时间、相同的工作，例如计数白细胞等。在这些应用中，所需数量的照明选项“更多”。研究人员有时需要出色的、准确的显色性能，要求他们要寻找的东西与他们不感兴趣的东西之间获得高对比度，因此就要求光谱和照明方向能最佳组合。

相比卤钨灯和气体放电灯等传统光源，LED光源具有很多优势，比如更高的信噪比(因为窄带发射)、更高的稳定度、更长的寿命和更低的更换成本等。

1、LED避开了红外线热影响。

卤素的第一个问题是保护样品不受热的影响。卤素灯带有高负载的红外线，这对任何组织样品或有机材料都是有害的，所以必须将其过滤掉。LED避开了这一层过滤，因为标准的蓝芯加磷光体技术不产生IR。大多数LED公司可以模拟黑体发射光谱。但是挑战就是如何获得最好的效能。

2、LED充足的光功率也已经到位。

标准白色LED将正方形面平铺在单芯片上，在发射器之间几乎没有间隙，从而消除了伪像。即使使用了必要的接合线，LED源的光线也比卤素灯的要强。对于非常敏感的样品，LED可以进行微型闪光摄影，进一步减少热量和红外线。

不能将卤素去除以减少能量输入，但可以使用LED。可以通过始终打开的相机进行拍摄光线，用卤素灯泡拍摄不了的样品，可以通过LED进行成像。”

3、用LED进行空间照明也更容易。

LED光源可以做到很小尺寸，集成将更容易。例如，徕卡使LED圈透过反射显微镜的物镜上，可以实现只从一个角度产生光，就可以显示表面特征。另外LED光源可用于极端环境情况，可使用范围更广。

4、LED使用寿命长。

LED可以永久内置于光学仪器中，避免了更换卤素灯泡时所需的重新排列和校准的步骤，也可以节省空间，不需要更换灯泡的手指空间和较少的散热空间。

5、对比增强。

用连续光谱的LED取代卤素。对于对比增强，一些显微镜包含有可切换光学滤光片，可以用多种不同波长的LED代替。并非所有场合均使用均匀的光谱进行成像。例如，用蓝光照明，红光样品组分会变得更暗，因此可以增加对比度。相比卤素灯，制作可选择波长的宽光谱磷光体LED，更适合病理学。

红色、绿色、蓝色、白色LED，发射一些广谱、具有特定波长的峰值。然后可以关闭某一波长，找到特定样品的光谱配方。数字图像处理是显微镜的一个重要部分，把在不同波长下拍摄的图像相结合，可以获得高度增强的图像。

6、波长组合性强。

对于多波长LED光源，可以某种方式将光组合。LED光源的波长可选择性和组合性非常灵活，尤其在荧光检测和成像领域发挥越来越重要的作用。

LED光源与卤素灯光谱对比：

常规汞灯光谱曲线

宽谱

窄谱

LED光源可做不同色温宽谱光源和窄谱光源

二、LED光源与激光器对比：

在光学显微领域，尤其是光谱成像技术将在材料、生物、医学等领域应用越来越广，对窄谱激发光功率要求也更高、功能性要求更复杂。目前大部分应用场景更多见的是半导体激光器，具有单色性好、方向性强、功率大等优势。缺点也很明显：价格高、寿命不长，导致该类激发光源性价比偏低，加上尺寸偏大，对环境要求较高，明显限制了激光器的应用场合。

LED光源除了方向性比激光器偏差，在超分辨显微成像领域的应用性偏低外，在其他方面都有明显的优势：

1、性价比高：在保证单色性条件下，可以在价格远低于半导体激光器的情况下功率达到更高水平；

2、波长可选择性高：在250nm-1000nm常规使用范围内，LED光源几乎可以达到全波段可选择，而激光器的波长可选择性非常有限。

3、应用环境广：LED光源对温度和湿度等环境的要求明显低于激光器，加上LED光源空间尺寸更小，可高度集成。

4、寿命长：LED光源使用寿命高于半导体激光器寿命。

5、维护成本低：LED光源拆装简单，技术要求较低。

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