Was ist eine Weißlichtquelle?

Der Begriff Weißlichtquelle bezeichnet ursprünglich eine spektral breitbandig emittierende Lichtquelle, bei der das ausgestrahlte Licht Ähnlichkeit mit natürlichem Tageslicht hat. Allerdings unterscheidet sich der Gebrauch der Bezeichnung in verschiedenen Anwendungsfeldern.

Thermische Lichtquellen mit genügend hoher Temperatur, z.B. Halogenlampen (3200K), erzeugen ein kontinuierliches, breites Spektrum, das als weißes Licht wahrgenommen wird. Die spektrale Verteilung lässt sich dabei näherungsweise als Schwarzer Strahler beschreiben. Bei niedrigeren Temperaturen (<2000K) erscheint das Licht rötlich. Bei sehr hohen Temperaturen, wie z.B. in einer Bogenlampe (6000K), wird das Licht als zunehmend als blaustichig und kalt wahrgenommen. Die dafür in der Lichttechnik verwendeten Bezeichnungen warmweiß, neutralweiß und kaltweiß stehen also eigentlich im Widerspruch zur wahren Temperatur solcher (thermischen) Strahler.

Wenn die menschliche Farbwahrnehmung im Vordergrund steht, werden als Weißlichtquellen solche bezeichnet, die eine besonders natürliche Farbwiedergabe ermöglichen (CRI, color rendering index). Diese Lichtquellen haben jedoch nicht notwendigerweise ein glattes, kontinuierliches Spektrum. Es ist – mit Einschränkungen – auch möglich, den Farbeindruck durch einige breite spektrale Bänder in den Primärfarben rot, grün und blau zu erzeugen. Beispiele hierfür sind Lichtquellen für Video-Projektoren, die mit farbigen LEDs oder Filterrädern arbeiten.

Für allgemeine Beleuchtungszwecke kommen heute phosphor-konvertierte LEDs zum Einsatz, bei denen blaues Primärlicht durch spezielle Farbstoffe in weißes Licht umgewandelt werden. Hierbei stehen seit einiger Zeit auch medizinische, physiologische und ergonomische Überlegungen im Fokus (siehe z.B. circadianer Rhythmus): Künstliche Beleuchtung sollte möglichst der natürlichen Beleuchtung ähneln, an die sich die Menschen im Laufe der Evolution angepasst haben. Moderne LED-basierte Weißlichtquellen weisen daher ein breites, homogenes und sogar über die visuelle Perzeption hinausgehendes Spektrum auf.

Bei spektroskopischen Anwendungen erweitert sich der betrachtete Spektralbereich über die menschliche Wahrnehmung hinaus in den UV- und IR-Bereich. Eine geeignete Weißlichtquelle deckt hier idealerweise den gesamten Spektralbereich der verwendeten Detektortechnologie ab. Ein Beispiel hierfür wären laser-gepumpte Plasmalampen, die ein sehr breites und glattes Spektrum vom tiefen UV bis ins mittlere IR aufweisen. Diese brillanten Weißlichtquellen erlauben es, den spektralen Detektionsbereich von Si- oder InGaAs-Sensoren vollständig zu nutzen.