Um guia sobre fontes de luz LED para dispositivos de microscópio

Por Koji Nakagawa - 29 Novembro, 2022

Oferecemos uma seleção extensa de componentes ópticos para a integração do equipamento, fornecendo soluções para uma grande variedade de áreas, incluindo a pesquisa de ciências da vida, o setor médico e industrial. Esses componentes incluem fontes de luz LED, que fornecem eficiência energética e outros benefícios importantes para a microscopia.

Antes, as lâmpadas halógenas eram usadas como fontes de luz nos microscópios, mas agora o uso de LEDs se tornou dominante. Os LEDs para microscópios são compatíveis com diferentes métodos de iluminação, como a iluminação transmitida e a iluminação refletida (iluminação coaxial).

Neste post, saiba mais sobre esses métodos de iluminação, descubra os LEDs compatíveis e obtenha dicas sobre como escolher uma fonte de luz para o seu equipamento.

Iluminação transmitida vs. Iluminação refletida: qual é a diferença?

Se estiver projetando um dispositivo de microscópio, você pode precisar que o instrumento seja compatível com a iluminação transmitida ou refletida.

A iluminação transmitida (Figura 1) é usada com um microscópio biológico para observar objetos que transmitem luz, como seções finas de tecidos biológicos, células e bactérias. Nosso BX3M-LEDT é um LED branco adequado para observação com iluminação transmitida.

Por outro lado, a iluminação refletida (Figura 2) é usada para observar objetos que refletem luz, como superfícies metálicas e semicondutores, com um microscópio metalúrgico. Nosso LED BX3M-LEDR é adequado para observação com iluminação refletida. É usado em muitos instrumentos, incluindo os espectrofotômetros Raman, equipamentos de inspeção de semicondutores e máquinas de medição 3D.

Uma diferença importante entre os LEDs para iluminação transmitida e os LEDs para iluminação refletida é o tamanho do diâmetro do fluxo de luz emitido. Como o LED para iluminação transmitida é usado com diferentes tipos de condensadores, ele precisa ter um diâmetro maior de fluxo de luz para iluminar os objetos de maneira uniforme. O LED para iluminação refletida usa uma lente objetiva para realizar a função tanto de objetiva como de condensador, portanto, o diâmetro do fluxo de luz necessário é menor. Com este design, a abertura numérica (AN) corresponde perfeitamente. Isso resulta na focagem e coleta de luz ideal no plano da amostra.

Figura 1. Iluminação transmitida

Figura 2. Iluminação refletida

Comparação de fontes de luz para microscopia: LED vs. Halogênio

Os LEDs oferecem muitos benefícios para a microscopia. Considere a comparação dessas fontes de luz com as lâmpadas halógenas. Como exemplo, a Tabela 1 abaixo compara as principais características de uma lâmpada halógena de 100 Watts com as de um LED branco para iluminação refletida. Embora o LED apresente o mesmo brilho das lâmpadas halógenas, o LED supera o desempenho do halogênio em muitas áreas.

Lâmpada halógena de 100 W		Critérios	LED branco
Curta	-	Vida útil	✓	Longa
Baixa	-	Eficiência luminosa	✓	Alta
Quente	-	Calor	✓	Frio
Lenta	-	Capacidade de resposta	✓	Rápida
Varia dependendo da quantidade de luz	-	Mudança da temperatura de cor	✓	Quase constante, independentemente da quantidade de luz
Grande	-	Tamanho	✓	Pequeno
Alta	-	Renderização de cores	✓	Baixa

Vida útil: sabemos bem que os LEDs duram bastante tempo. A vida útil de um LED é de cerca de 60.000 horas, enquanto a de uma lâmpada halógena é de cerca de 2.000 horas. Uma vida útil mais longa resulta em menos substituições das lâmpadas, o que economiza tempo, diminui os custos e reduz os resíduos ambientais.

Calor: os LEDs também têm uma emissão mais estável do que o halogênio e não esquentam como o halogênio. Uma lâmpada quente pode aquecer a sua área de trabalho e prejudicar algumas amostras. Por serem uma fonte de luz fria e estável, os LEDs possibilitam uma observação confortável e de longo prazo.

Capacidade de resposta: a alta capacidade de resposta dos LEDs permite que você inicie a observação imediatamente, economizando tempo em comparação com as lâmpadas halógenas, que demoram mais para emitir uma luz brilhante.

Mudança da temperatura de cor:ao contrário das lâmpadas halógenas, os LEDs mantêm uma temperatura de cor consistente quando você ajusta a intensidade de luz. A capacidade de controlar livremente a intensidade de luz possibilita que você reduza potenciais danos à amostra devido à luz forte. Uma temperatura de cor consistente também reduz a fadiga ocular, pois os seus olhos não precisam adaptar-se às mudanças de cor.

Tamanho: os LEDs geralmente são mais compactos do que as lâmpadas halógenas, o que facilita a sua integração mesmo com o tamanho cada vez mais reduzido dos dispositivos.

Desempenho da renderização de cores em LEDs vs. Halogênio

Observe que, para LEDs brancos gerais, como o BX3M-LEDR ou o BX3M-LEDT, a renderização de cores é mais baixa do que a das lâmpadas halógenas. No entanto, os LEDs True Color, como os nossos LEDs U-LHLEDC/U-LHLEDC100, têm uma renderização de cores equivalente à das lâmpadas halógenas. Os LEDs True Color são recomendados para aplicações em que é necessária uma alta renderização de cores, como a observação de amostras biológicas com iluminação transmitida.

Características espectrais de uma lâmpada halógena e LED

Em aplicações de iluminação transmitida, uma intensidade de luz uniforme em todo o espectro visível também é importante para reproduzir de forma precisa as cores em amostras biológicas tingidas. As lâmpadas halógenas costumavam superar os LEDs neste aspecto, pois a intensidade de luz dos LEDs brancos gerais pode variar em diferentes comprimentos de onda. No entanto, os LEDs True Color correspondem muito bem às características espectrais de lâmpadas halógenas para uma representação de cores precisa.

Esse desempenho é ilustrado na Figura 3 abaixo, que mostra as características espectrais gerais de uma lâmpada halógena com um filtro, um LED True Color e um LED branco geral.

Características espectrais das lâmpadas halógenas vs. LEDs

Figura 3. Distribuições espectrais de uma lâmpada halógena com um filtro (esquerda, rosa), um LED True Color (centro, amarelo) e um LED branco genérico (direita, azul).

Saiba mais sobre os LEDs para equipamentos baseados em microscópio

Ao projetar novos equipamentos baseados em microscópio, considere integrar um LED devido à sua iluminação luminosa, eficiência energética, tamanho compacto e outros benefícios. Nosso site também fornece recursos para facilitar o design do equipamento, tais como:

Fichas técnicas
Dados CAD 3D
Listas de produtos compatíveis com RoHS

Para saber mais sobre os nossos componentes ópticos de alta qualidade que você pode integrar em seus designs de microscópio, confira o nosso Centro de recursos do OEM.