Institut für angewandte Photonik e. V. – IAP


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Geförderte Projekte: 4


Breitbandige Lichtquelle mit Quantendots dotierten Glas - Weißlichtquelle


Faseraufbau mit drei PbS-haltigen Stäben und Photolumineszenz-Spektren der Faser
Faseraufbau mit drei PbS-haltigen Stäben und Photolumineszenz-Spektren der Faser

Projektidee

Ziel des Vorhabens war die Schaffung einer modulierbaren breitbandigen Lichtquelle für den spektralen Bereich von 900 nm – 1800 nm als inkohärente Strahlungsquelle unter Verwendung einer geeigneten LED zur optischen Anregung.
Dazu sollten in der ersten Phase Gläser dotiert mit Nanokristallen (Quantendots) z.B. PbS und PbSe hergestellt werden. Die Photolumineszenz (Lage und Breite) sollte durch eine Größenvariation der Quantenpunkte eingestellt werden. In der zweiten Phase sollten die optimierten Gläser zu Fasern verzogen werden. Entlang der Faserachse soll ein ortsabhängiges Absorptions-/Emissionsverhalten realisiert werden. Angestrebt wird eine breitbandige Lichtquelle.Weiterhin soll die verstärkte spontane Emission (amplified spontaneous emission, AES) in den PbS dotierten Gläsern nachgewiesen werden.

Kundennutzen

Im Projekt konnte gezeigt werden, dass es möglich ist, mit quantendot dotierten Gläsern eine breitbandigen IR Lichtquelle in Plättchen- oder Faserform, wie in der Projektvorgabe gefordert wurde, zu realisieren.  
Als Anregungsquellen wurden für die Experimente Laser benutzt. An ihrer Stelle können auch entsprechende LEDs zum Einsatz kommen. 

Spektral breitbandig emittierende Gläser in Plättchenform eignen sich als Abdeckung für LEDs zu Beleuchtungszwecken. Erfordert die Anwendung eine Quelle hoher Brillanz sind Fasern, die in einem speziellen Design quantendot dotiertes Glas enthalten, erste Wahl, da sie selbst bei kleiner Photolumineszenz-Leistung eine hinreichend große Intensität im Fokus einer Linse garantieren. Hinzu kommt, dass im Vergleich zu thermischen Lichtquellen, die Photolumineszenz, ob in einem Plättchen oder in einer Faser erzeugt, im Modulationstakt der Anregungs-LED modulierbar ist. Damit konnte eine für Anwendungszwecke nützliche Lichtquelle im nahen IR-Bereich realisiert werden.

Ausblick

Die durchgeführten Untersuchungen haben gezeigt, dass solche Gläser in Fasern als auch in dünner Schicht als Abdeckung für LEDs Anwendung finden können. Weiterhin ist denkbar, solche Gläser zu zerkleinern und in dünner Schicht in Polymethylmethacrylat (PMMA) einzubetten oder in niedrig schmelzende Gläser in dünner Schicht anzuordnen. Damit könnte ein von einer LED erzeugtes Spektrum im IR verändert bzw. verbreitert werden. Für solch einen Anwendungsfall sind aber noch weitere Untersuchungen notwendig.

Stand: 21.06.2013
Projektdaten aktualisiert: 06.12.2012

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