TRUMPF stellt die nächste Generation robuster industrieller VCSEL-Lösungen für die Sauerstoffsensorik vor

Ulm, 23. Mai 2022 - TRUMPF Photonic Components, ein weltweit führender Anbieter von VCSEL- und Photodiodenlösungen, stellt die nächste Generation von VCSEL für die spektroskopische Sauerstoffmessung vor. Spektroskopische Sensorlösungen gelten als die leistungsfähigste Sensortechnik zur Überwachung relevanter Parameter wie der Sauerstoffkonzentration. Die neue Generation von VCSEL in TO-Gehäusen mit 760 nm und 763 nm Wellenlänge erhöht die Leistungszuverlässigkeit. Ermöglicht wird dies durch die neue hochmoderne Produktions- und Prozessplattform von TRUMPF. Der Vorteil von Lösungen bei Wellenlängen von 760 nm und 763 nm ist, dass es keine Einflüsse von Hintergrundgasen gibt, da außer Sauerstoff kein Gas bei diesen Emissionswellenlängen eine hohe Absorption aufweist. „Wir bieten integrierte, intelligente VCSEL-Lösungen für eine einfache Integration der Komponenten in anspruchsvolle Produktionssysteme. TRUMPF bringt dabei nicht nur sein Laserquellen-Know-how ein, sondern kombiniert diese auch mit Applikations-, Optik- und Montage-Know-how", sagt Ralph Gudde, VP Marketing and Sales bei TRUMPF Photonic Components.

O₂  Sensorik von der Erdöl- bis zur Medizinindustrie

Die neuen VCSEL-Lösungen bei 760 nm und 763 nm Wellenlänge dienen verschiedenen industriellen Anwendungen zur Detektion der Sauerstoffkonzentration. „O2-Sensorlösungen werden nicht nur in anspruchsvollen industriellen Umgebungen eingesetzt, sondern auch in der Automobil- oder Medizintechnik. Unsere VCSEL-Lösungen mit aktiver Temperatur- und Polarisationskontrolle bieten daher einen großen Detektionsbereich mit hoher Auflösung und einer Genauigkeit von nahezu 100 Prozent", erklärt Gudde. In Kraftwerken oder in der Erdölindustrie unterstützen die VCSEL beispielsweise die Abgasanalyse. In einer anderen Branche wie der Verpackungsindustrie beispielsweise, unterstützen VCSEL die Bestimmung von Sauerstoff in verschlossenen Verpackungen wie Wasserflaschen. Die Anwendungsfelder reichen bis in den medizinischen Bereich, wo die O₂-Sensoren in medizinischen Geräten wie Beatmungsgeräten, Ventilatoren oder Inkubatoren eingesetzt werden.

Die etablierte Technik für diese Anwendungen ist die sogenannte „Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy” (TDLAS). TDLAS und Single-Mode-VCSEL passen perfekt zusammen. Die VCSEL bieten mit ihrer absolut symmetrischen Strahlform, ihrer schmalen Linienbreite und ihrer eindeutigen Polarisation eine hohe Genauigkeit und Kontrollierbarkeit. Daher machen die VCSEL-Lösungen TDLAS zu einer leistungsstarken Sensortechnik, die eine unschlagbare Messgeschwindigkeit mit In-situ-Messungen in weniger als einer Sekunde bietet. Die berührungslose Lasermessung deckt dabei einen großen Temperaturbereich ab und ermöglicht die gleichzeitige Bestimmung von Prozessdruck und -temperatur. Ermöglicht wird dies durch den niedrigen thermischen Wellenlängenkoeffizienten des VCSEL-Materials und den integrierten thermoelektrischen Kühler (TEC). Die geringe Größe des VCSELs in Verbindung mit integrierten Funktionalitäten machen ihn zur perfekten Lösung, die auf die Marktanforderung nach Miniaturisierung der Hardware einzahlt.

Für alle Umgebungsbedingungen gemacht

Integrierte Sensorlösungen in einem TO-Gehäuse reduzieren nicht nur die Systemkomplexität und ermöglichen High-End-Sensorlösungen mit Kostenvorteilen. Das hermetisch geschlossene, robuste Gehäuse minimiert auch das Risiko von Schäden, die durch äußere Einflüsse in anspruchsvollen Umgebungsbedingungen entstehen können. Zudem ist der Sensor thermisch unempfindlich, da die Gehäuse mit einer integrierten Temperaturregelung mit TEC und Thermistor ausgestattet sind. So werden auch Anwendungen bedient, die ein großes Temperaturfenster erfordern, da der Anwender die Lasertemperatur präzise regeln kann, um so auch die Wellenlänge zu steuern.

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