دانشمندان در حال تحقیق در مورد فناوری‌ای هستند که به کمک آن می‌توان چراغ‌های LED را روشن‌تر کرد.

فناوری جدید TIR که توسط دکتر نگوین دوآن کواک آن و همکارانش توسعه داده شده است، برای افزایش راندمان روشنایی و کاهش هزینه‌های عملیاتی در بازتابنده‌های LED اعمال می‌شود و جایزه اول را در مسابقه ابتکار علمی 2023 دریافت کرد.

این پروژه توسط یک تیم تحقیقاتی از دانشکده مهندسی برق و الکترونیک، دانشگاه تون دوک تانگ، شامل دکتر نگوین دوآن کواک آن، دکتر تران دین کونگ، دکتر هو دانگ سانگ و فان تی مین من انجام شده است.

فناوری جدید لنز TIR یک لنز بازتاب داخلی کامل (که به عنوان بازتابنده نیز شناخته می‌شود) است که به لامپ LED متصل می‌شود تا به هدایت تمام نور ساطع شده به جلو و توزیع یکنواخت‌تر نور کمک کند. فناوری جدید لنز TIR به کاهش هزینه‌ها، افزایش راندمان و یکنواختی انتشار نور کمک می‌کند و در نتیجه کیفیت و کاربرد لامپ‌های LED را بهبود می‌بخشد. تیم تحقیقاتی همچنین این فناوری را بهینه کرده است تا بتواند در بسیاری از محصولات مختلف LED که در زمینه‌های روشنایی شهری، صنعتی، کشاورزی و شیلات استفاده می‌شوند، اعمال شود.

دکتر کووک آن، نماینده تیم تحقیقاتی، اظهار داشت که محلول لنز TIR به طور گسترده در بسیاری از چراغ‌های LED تجاری استفاده می‌شود زیرا می‌تواند پرتو نور ورودی را با زاویه وسیع‌تری نسبت به بازتابنده‌های سنتی یا سایر انواع لنزها تنظیم کند. با این حال، لنزهای TIR اغلب به بازتاب داخلی کامل نمی‌رسند، بنابراین برای حفظ پرتو ساطع شده و تمرکز آن به جلو برای اطمینان از کارایی، به یک حلقه نگهدارنده سفید نیاز است. وی گفت: "حلقه نگهدارنده سفید می‌تواند به راندمان 95.85٪ دست یابد اما هزینه آن بالا است."

یک نمونه چراغ LED با استفاده از لنز جدید TIR. عکس: تیم تحقیقاتی. — یک نمونه چراغ LED با استفاده از لنز جدید TIR. عکس: *تیم تحقیقاتی.*

با هدف بهبود کیفیت و کاربرد چراغ‌های LED، گروهی از دانشمندان فناوری جدید لنز TIR را تحقیق و توسعه داده‌اند که نیازی به استفاده از حلقه نگهدارنده سفید ندارد (که به کاهش 30 درصدی هزینه محصول کمک می‌کند). به طور خاص، این فناوری به بازده نوری بیش از 95 درصد دست می‌یابد و افزایش روشنایی یکنواخت‌تری نسبت به چراغ‌های LED تجاری فعلی دارد.

دکتر کواک آنه گفت که تیم تحقیقاتی در سال ۲۰۱۴ این ایده را مطرح کرد، تغییراتی در توزیع نور ایجاد کرد؛ تغییرات رنگ را بررسی کرد تا راه‌هایی برای افزایش راندمان نور و صرفه‌جویی در هزینه‌ها پیدا کند. در سال ۲۰۱۶، دانشمندان محاسبات را روی نرم‌افزارهای تخصصی نوری شبیه‌سازی کردند، سپس مدل را طراحی و تولید کردند. پس از بیش از ۳ سال، لنز جدید TIR، شامل طراحی کولیماتور چندبخشی (MSOC) و سطح نوری چندساختاری (MSOS)، برای تنظیم زاویه تابش پرتوهای تابشی و بازتاب تمام نور تابشی برای افزایش یکنواختی تابش نور، متولد شد. این بدان معناست که لنز جدید می‌تواند تابش نور آبی و تابش نور زرد را دوباره توزیع کند و در نتیجه کیفیت رنگ نور سفید را بهبود بخشد.

برای پیاده‌سازی این کاربرد، گروه از تجهیزات اندازه‌گیری برای تحقیق استفاده کرد، اندازه‌گیری انجام داد، نتایج را با نتایج نمونه مقایسه کرد و کالیبره نمود. نتایج تجربی مقایسه یکنواختی توزیع نور نشان داد که شاخص یکنواختی نور هنگام استفاده از لنز جدید TIR در سطح روشن ۵۰۰ میلی‌متر مربعی، ۱۲۲.۴٪ نسبت به لنز ۱ و ۴۹۵.۳٪ نسبت به لنز II برتر بود. این موفقیت به تحقیقات لنز جدید TIR کمک کرد تا در سال ۲۰۲۲ ثبت اختراع USPTO (ایالات متحده آمریکا) را دریافت کند.

دکتر کواک آن و همکارانش پس از یک فرآیند طولانی طراحی، ساخت نمونه‌های اولیه و سپس ثبت اختراع، انتظار دارند که این محصول به بازار عرضه شود. او گفت: «فناوری جدید لنز TIR استفاده ساده‌ای دارد، به راحتی قابل استقرار است و می‌تواند به طور گسترده مورد استفاده قرار گیرد و ارزش اقتصادی را برای جامعه به ارمغان بیاورد.»

دکتر ترین شوان تانگ، معاون مدیر مرکز تحقیق و توسعه پارک‌های فناوری پیشرفته، پارک فناوری پیشرفته شهر هوشی مین، در مصاحبه با VnExpress ، محصول دکتر کواک آن و همکارانش را به عنوان یک فناوری جدید با ایده‌های منحصر به فرد ارزیابی کرد.

به گفته آقای ثانگ، یکی از مشکلات عمده هنگام استفاده از LED های سفید، دستیابی به یکنواختی بالا است. علاوه بر این، بهره‌وری انرژی LED ها نیز از نگرانی‌های اصلی تولیدکنندگان و کاربران است. فناوری لنز TIR به استفاده از LED ها در نورپردازی با منابع نوری با کیفیت بالاتر (دستیابی به یکنواختی رنگ نور LED بالاتر) و بهره‌وری انرژی بالا، هم‌تراز با فناوری‌های پیشرو جهان امروز، کمک کرده است.

دکتر ثانگ گفت: «گروه نویسندگان ایده‌ها و فناوری‌هایی ارائه داده‌اند که مشکلات عمده در استفاده از LEDها را حل می‌کند، بنابراین امکان تجاری‌سازی بسیار محتمل است.»

دکتر نگوین دوآن کواک آن (وسط) با ارائه یک راهکار جدید برای لنز TIR برای LED های پرقدرت، جایزه اول مسابقه نوآوری علمی 2023 را دریافت کرد. عکس: جیانگ هوی — دکتر نگوین دوآن کواک آن (وسط) با ارائه یک راهکار جدید برای لنز TIR برای LED های پرقدرت، جایزه اول مسابقه نوآوری علمی 2023 را دریافت کرد. عکس: *جیانگ هوی*

پروژه دکتر نگوین دوآن کووک آن، با ایده‌ای خوب و فرآیند تحقیقاتی روشمند و دقیق، مورد تحسین هیئت داوران قرار گرفت. به گفته دانشمندان، تجاری‌سازی در صورت رعایت استانداردهای صنعتی کاملاً امکان‌پذیر است. این محصول در مسابقه ابتکار علمی ۲۰۲۳ جایزه اول به ارزش ۷۰ میلیون دونگ ویتنام را دریافت کرد.