980nm Bandpassfilter

Kontext: Hochleistungs-Diodenlaser zum „Pumpen“ (Anregen) von Festkörper- oder Faserlasern.

Verwendung des Filters: Das System verwendet eine externe Resonatorkonfiguration, bei der ein Spektralfilter (oder ein als solcher wirkendes Beugungsgitter) die Rückkopplung für das Laserarray bereitstellt.

Funktion: Er wirkt als Spektralstabilisator. Standardmäßige 980 nm-Diodenbarren weisen ein „unsauberes“ Spektrum mit großer Bandbreite auf, das sich mit der Temperatur verschiebt. Dieser Filter zwingt die Dioden zur Laseremission in einem sehr schmalen Band, das präzise auf 980 nm zentriert ist.

Ergebnis: Dadurch wird eine maximale Pumpeffizienz erreicht. Da die Absorptionslinie von Erbium (dem gepumpten Medium) sehr schmal ist, stellt diese „spektrale Fixierung“ sicher, dass 100% der Pumpenergie von der Faser absorbiert wird, anstatt ungenutzt hindurchzutreten.

Kontext: Moderne Unterhaltungselektronik (Smartphones/Automobiltechnik) mit 3D-Sensorik, Gestenerkennung oder LiDAR.

Verwendung des Filters: Das Patent beschreibt einen Filterstapel, der speziell dafür ausgelegt ist, Nahinfrarotlicht einschließlich des 980 nm-Bands zu transmittieren und gleichzeitig sichtbares Licht sowie sonstiges IR-Störlicht konsequent zu blockieren.

Funktion: Er dient als Sonnenlichtblocker. Im Freien trifft breitbandiges Rauschen des Sonnenlichts mit hoher Intensität auf den Sensor. Der 980 nm Bandpassfilter sitzt über dem Detektor (SPAD oder CMOS) und stellt sicher, dass dieser ausschließlich das spezifische 980 nm Punktmuster „sieht“, das vom Laser des Geräts projiziert wird.

Ergebnis: Dadurch wird bei hellem Umgebungslicht ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) erreicht. Ohne diesen Filter würde Face ID nicht mehr funktionieren, sobald Sie an einem sonnigen Tag nach draußen gehen.

Kontext: Biomedizinische Bildgebungssysteme zur tiefen Abbildung biologischen Gewebes (NIR-II-Fenster).

Verwendung des Filters: Im Anregungs- oder Emissionsstrahlengang eines Fluoreszenzmikroskops/Endoskops wird ein Bandpassfilter verwendet.

Funktion: Er dient als Anregungslicht-Sperrfilter. In Systemen, die Licht mit 980 nm zur Anregung von Fluorophoren in tiefem Gewebe verwenden, beispielsweise Kohlenstoffnanoröhren oder Nanopartikel aus seltenen Erden, muss der Detektor das schwache Leuchten der Probe erfassen und nicht das blendend starke Pumplicht mit 980 nm. Der Filter blockiert die Reflexion bei 980 nm und lässt gleichzeitig die längerwellige Fluoreszenz passieren.

Ergebnis: Dadurch wird eine kontrastreiche Bildgebung tief liegender Gewebeschichten erreicht. Chirurgen oder Forschende können damit Blutgefäße oder Tumoren durch mehrere Millimeter Gewebe und Haut hindurch erkennen, was mit sichtbarem Licht nicht möglich ist.