Technische Optik in der Praxis

182 7 Optoelektronik-Komponenten
Abb. 7.4. LED-Strahlengänge
werden charakteristische Strahlengänge dargestellt. Der kritische Winkel beträgt
bei einer Halbleiter-Brechzahl von 3,5 nur 17 ◦ . Damit ist die Strahlung
in einem Raumwinkel von nur etwa 2% des Halbraumes nutzbar. Die
Form des Kunststoffbelags, des Kristalls und eingebaute Reflektoren werden
zur Verringerung der Strahlungsverluste genutzt. Mit neuen ,,Non-Resonant-
Microcavity“-LEDs sind besonders hohe Wirkungsgrade erzielbar [4].
Abbildung 7.5 zeigt eine LED-Bauform mit Epoxydharz-Linse und Reflektor
vor dem Diodenchip. Mit dieser Bauform lassen sich Abstrahlwinkel
von ca. 30 bis 90 ◦ realisieren. Für kleinere Abstrahlwinkel von z. B. 4 bis 18 ◦
wird die Linse stärker gekrümmt. Sehr flache Linsen ergeben Abstrahlwinkel
von 140 bis 180 ◦ . LEDs werden ebenfalls in Formen zur Symboldarstellung,
zum Aneinanderreihen und als Arrays gefertigt. Sie stehen bedrahtet und
zur Oberflächenmontage zur Verfügung. Die Größe der LEDs reicht dabei
von ca. 1 mm bis zu 25 mm mit mehreren Chips. Die Lichtstärken (ausgesandter
Lichtstrom je Raumwinkel) sind mit typischen 0,1 cd gering gegenüber
Glühlampen (220 V/40 W: 35 cd). Produktentwicklungen zeigen
[5,6], daß die Leistungsfähigkeit der LEDs noch deutlich steigerbar ist. Rote
und gelbe Super-LEDs erreichen die höchsten Lichtstärken, wie z. B. eine rotorange
LED von Hewlett-Packard mit 6 cd. Dann folgen die grünen LEDs.
Blaue LEDs stehen ebenfalls mit immer höhere Lichtstärken (z. B. 2,5 cd) zur
5mm
Epoxy-Linse
LED-Chip
Reflektor
Anode Katode
Abb. 7.5. LED-Bauform