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Mehrband-Polizeilichtquellensystem zur Fingerabdruckerkennung – Chinesische Lieferanten und Herstellerlösungen
Grundstruktur und Funktionsprinzip einer Mehrband-Lichtquelle
Eine Mehrband-Lichtquelle ist ein optisches System, das das von der Lichtquelle emittierte weiße Licht mithilfe eines oder zweier Farbfilter in verschiedene Spektralbänder aufteilt und anschließend über einen Lichtleiter ausgibt. Sie besteht im Wesentlichen aus fünf Komponenten: Lichtquelle, Filtersystem, Ausgabesystem, Steuerungs- und Anzeigesystem sowie Gehäuse (siehe Abbildung 1). Lichtquelle, Filtersystem und Ausgabesystem sind die Kernkomponenten der Mehrband-Lichtquelle und bestimmen deren Leistungsfähigkeit. Als Lichtquelle werden üblicherweise Xenon-, Indium- oder andere Metallhalogenidlampen mit hoher Lichtausbeute verwendet. Das Filtersystem besteht hauptsächlich aus Farbfiltern. Hierbei kommen herkömmliche beschichtete Farbfilter oder hochwertige Bandpass-Interferenzfilter zum Einsatz. Letztere bieten eine deutlich bessere Leistung als erstere, da sie die Grenzfrequenz des farbigen Lichts reduzieren und somit dessen Monochromasie erheblich verbessern. Der übliche Wellenlängenbereich des Ausgangslichts liegt bei 350 bis 1000 nm und umfasst die meisten Spektrallinien im langwelligen Ultraviolett-, sichtbaren Licht- und Nahinfrarotbereich.
Funktionsprinzip einer Mehrband-Lichtquelle
1. Fluoreszenz- und Mehrband-Lichtquellen
Wenn extranukleare Elektronen angeregt werden und in einen angeregten Zustand springen, sind die Elektronen in diesem Zustand instabil und springen stets in den Grundzustand mit niedrigerer Energie zurück. Bei diesem Sprung wird die aufgenommene Energie in Form von Photonen freigesetzt. Dieses Phänomen beschreibt, dass ein Stoff durch die Bestrahlung mit einem Photon einer bestimmten Wellenlänge in einen angeregten Zustand versetzt wird und anschließend durch die Abgabe eines Photons einer anderen spezifischen Wellenlänge in einen niedrigeren Energiezustand zurückspringt.
Dieses Phänomen wird Photolumineszenz genannt. Die Lebensdauer der emittierten Photonen beträgt üblicherweise weniger als 0,000001 Sekunden, was als Fluoreszenz bezeichnet wird; liegt sie zwischen 0,0001 und 0,1 Sekunden, spricht man von Phosphoreszenz. Kann ein Stoff ohne externe Lichtanregung selbst angeregt werden und Fluoreszenz erzeugen, so besitzt er intrinsische Fluoreszenz. Fluoreszenz kann auch auftreten, wenn unter Anregung durch eine externe Lichtquelle Lichtwellen mit anderen Wellenlängen als die ursprünglichen erzeugt werden (üblicherweise kurzwellige Anregung zur Erzeugung langwelliger Wellen). Makroskopisch äußert sich dies in der Emission von Licht einer anderen Farbe. Eine Mehrband-Lichtquelle kann sowohl als inverse Lichtquelle zur Beobachtung intrinsischer Fluoreszenz als auch als Anregungslichtquelle dienen.
2. Farbtrennungsprinzip
Das Prinzip der Farbtrennung ist die Voraussetzung für die korrekte Auswahl des Wellenlängenbereichs (Farblicht) und des Farbfilters der Mehrbandlichtquelle. Dies bedeutet, dass durch die Auswahl von Farbtönen
Forensische Multiband-Lichtquellenfilter
| Verfahren | (IAD-Hartbeschichtung) |
| Substrat | Pyrex, geschmolzenes Silizium |
| FWHM | 30±5nm |
| CWL (nm) | 365, 415, 450, 470, 490, 505, CSS510, 530, 555, 570, 590, 610 |
| T avg. | >80% |
| Neigung | 50 % ～ OD5 |
| Blockierung | OD=5-6@200-800nm |
| Abmessung (mm) | Φ15, Φ21,2, Φ25, Φ55 usw. |
Produktionsprozess
Häufig gestellte Fragen (FAQ)
Q Was ist eine Mehrband-Lichtquelle und wie funktioniert sie?
Eine Mehrband-Lichtquelle ist ein optisches System, das weißes Licht mithilfe eines oder zweier Farbfiltersätze in verschiedene Wellenlängenbereiche aufteilt und das Licht anschließend über einen Lichtleiter ausgibt. Sie besteht aus fünf Hauptkomponenten: der Lichtquelle, dem Filtersystem, dem Ausgabesystem, dem Steuerungs- und Anzeigesystem sowie dem Gehäuse. Die Kernkomponenten – Lichtquelle, Filtersystem und Ausgabesystem – bestimmen die Gesamtleistung.
Q Welche Arten von Lichtquellen werden in Mehrband-Lichtquellensystemen verwendet?
Mehrband-Lichtquellen verwenden typischerweise hocheffiziente Lampen wie Xenon-, Indium- oder andere Metallhalogenidlampen. Diese liefern ein breites Lichtspektrum, das für verschiedene Anwendungen effektiv in spezifische Wellenlängenbereiche gefiltert werden kann.
Q Worin besteht der Unterschied zwischen gewöhnlichen Farbfiltern und Bandpass-Interferenzfarbfiltern?
Herkömmliche beschichtete Farbfilter bieten eine grundlegende Wellenlängentrennung, während hochwertige Bandpass-Interferenzfarbfilter eine deutlich bessere Leistung erbringen. Der entscheidende Vorteil von Bandpass-Interferenzfiltern liegt in der reduzierten Grenzfrequenz, wodurch die Monochromasie des ausgegebenen Farblichts erheblich verbessert wird und somit ein präziseres und genaueres Spektrum erzielt wird.
Q Worin besteht der Unterschied zwischen Fluoreszenz und Phosphoreszenz im Kontext von Mehrbandlichtquellen?
Beides sind Formen der Photolumineszenz. Fluoreszenz tritt auf, wenn eine Substanz Licht absorbiert und es nahezu augenblicklich – typischerweise innerhalb von weniger als 0,000001 Sekunden – wieder emittiert. Phosphoreszenz hingegen ist mit einer längeren Emissionsverzögerung verbunden, üblicherweise zwischen 0,0001 und 0,1 Sekunden. Mehrband-Lichtquellen können sowohl als Anregungsquellen für die Fluoreszenzbeobachtung als auch als inverse Lichtquellen zur Detektion der Eigenfluoreszenz von Substanzen dienen.
Q Was sind die wichtigsten Spezifikationen von forensischen Multiband-Lichtquellenfiltern?
Die forensischen Multibandfilter werden mit IAD-Hartbeschichtung auf Pyrex- oder Siliziumsubstraten hergestellt. Sie weisen eine Halbwertsbreite (FWHM) von 30 ± 5 nm, eine durchschnittliche Transmission von über 80 % und eine Sperrwirkung von OD = 5–6 im Bereich von 200–800 nm auf. Verfügbare Mittenwellenlängen (CWL) sind 365, 415, 450, 470, 490, 505, 510, 530, 555, 570, 590 und 610 nm, mit Standardabmessungen von Φ15, Φ21,2, Φ25 und Φ55 mm.
Q Welchen Wellenlängenbereich deckt eine typische Mehrband-Lichtquelle ab?
Eine typische Mehrband-Lichtquelle deckt einen Ausgangswellenlängenbereich von 350–1000 nm ab. Dieser breite Bereich umfasst die meisten Spektrallinien im langwelligen Ultraviolettbereich (UV-A), im sichtbaren Licht und im nahen Infrarotbereich (NIR) und eignet sich daher für eine Vielzahl wissenschaftlicher, forensischer und industrieller Anwendungen.