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

فناوری جدید TIR که توسط دکتر نگوین دوآن کووک آن و همکارانش توسعه داده شده و برای افزایش راندمان روشنایی و کاهش هزینه‌های عملیاتی روی لامپ‌های LED اعمال شده است، در مسابقه نوآوری علمی ۲۰۲۳ جایزه اول را از آن خود کرد.

این پروژه توسط یک تیم تحقیقاتی از دانشکده مهندسی برق و الکترونیک، دانشگاه تون دوک تانگ، شامل دکتر نگوین دوآن کووک 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 یک چراغ LED متصل شده و تمام نور ساطع شده را به جلو هدایت کرده و آن را به طور یکنواخت‌تری توزیع می‌کند. این فناوری جدید لنز TIR هزینه‌ها را کاهش می‌دهد، راندمان را افزایش می‌دهد و یکنواختی انتشار نور را بهبود می‌بخشد و در نتیجه کیفیت و کاربرد روشنایی LED را افزایش می‌دهد. تیم تحقیقاتی همچنین این فناوری را برای کاربرد در محصولات روشنایی LED مختلف مورد استفاده در روشنایی مسکونی، صنعتی، کشاورزی و شیلات بهینه کرده است.

دکتر کووک آن، نماینده تیم تحقیقاتی، اظهار داشت که لنزهای TIR معمولاً در بسیاری از وسایل روشنایی LED تجاری استفاده می‌شوند، زیرا می‌توانند پرتو نور ورودی را در زاویه وسیع‌تری نسبت به بازتابنده‌های سنتی یا سایر انواع لنزها تنظیم کنند. با این حال، لنزهای TIR اغلب به بازتاب داخلی کامل نمی‌رسند، بنابراین برای حفظ نور ساطع شده و تمرکز آن به جلو برای اطمینان از کارایی، به یک حلقه نگهدارنده سفید نیاز است. او گفت: «حلقه نگهدارنده سفید می‌تواند به راندمان 95.85٪ برسد، اما گران است.»

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

با هدف بهبود کیفیت و کاربرد چراغ‌های LED، تیمی از دانشمندان فناوری جدید لنز TIR را تحقیق و توسعه داده‌اند که نیازی به حلقه نگهدارنده سفید ندارد (هزینه محصول را تا 30٪ کاهش می‌دهد). نکته قابل توجه این است که این فناوری به راندمان نوری بیش از 95٪ دست می‌یابد و یکنواختی روشنایی بالاتری در مقایسه با چراغ‌های LED تجاری موجود دارد.

دکتر کواک آنه اظهار داشت که تیم تحقیقاتی این ایده را در سال ۲۰۱۴ مطرح کرد و به اصلاح توزیع نور و بررسی تغییرات رنگ پرداخت تا راه‌هایی برای افزایش بهره‌وری نوری و کاهش هزینه‌ها پیدا کند. در سال ۲۰۱۶، دانشمندان محاسبات را با استفاده از نرم‌افزارهای تخصصی نوری شبیه‌سازی کردند، سپس یک نمونه اولیه طراحی و تولید کردند. پس از بیش از سه سال، لنز جدید TIR با ترکیب یک طراحی کولیماتور چندبخشی (MSOC) و یک سطح نوری چندساختاری (MSOS) ساخته شد که هدف آن تنظیم زاویه پرتوهای تابشی و بازتاب تمام نور تابشی برای افزایش یکنواختی لومینسانس است. این بدان معناست که لنز جدید می‌تواند تابش نور آبی و زرد را دوباره توزیع کند و در نتیجه کیفیت رنگ نور سفید را بهبود بخشد.

برای پیاده‌سازی این کاربرد، تیم از تجهیزات اندازه‌گیری تحقیقاتی برای مقایسه نتایج با نتایج نمونه و انجام تنظیمات استفاده کرد. نتایج تجربی مقایسه یکنواختی توزیع نور نشان داد که شاخص یکنواختی لومینسانس هنگام استفاده از لنز جدید TIR در یک سطح روشن ۵۰۰ میلی‌متر مربعی، ۱۲۲.۴٪ نسبت به لنز ۱ و ۴۹۵.۳٪ نسبت به لنز II برتر بود. این موفقیت منجر به دریافت حق ثبت اختراع USPTO (ایالات متحده) برای تحقیقات لنز جدید TIR در سال ۲۰۲۲ شد.

دکتر کواک آن و همکارانش پس از یک فرآیند طولانی طراحی، نمونه‌سازی و ثبت اختراع، انتظار دارند که این محصول تجاری‌سازی شود. او گفت: «فناوری جدید لنز TIR استفاده ساده‌ای دارد، پیاده‌سازی آن آسان 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 پارک فناوری‌های پیشرفته، پارک فناوری‌های پیشرفته شهر هوشی مین، در گفتگو با VnExpress ، محصول دکتر کواک آن و همکارانش را یک فناوری جدید با ایده‌ای منحصر به فرد ارزیابی کرد.

به گفته آقای ثانگ، یکی از مسائل اصلی هنگام استفاده از چراغ‌های LED سفید، دستیابی به یکنواختی رنگ بالا است. علاوه بر این، بهره‌وری انرژی LEDها از دغدغه‌های اصلی تولیدکنندگان و کاربران است. فناوری لنز TIR امکان استفاده از LEDها را در نورپردازی با منابع نوری با کیفیت بالاتر (دستیابی به یکنواختی رنگ بالاتر نور LED) و بهره‌وری انرژی بالا، هم‌تراز با فناوری‌های پیشرو در سراسر جهان ، فراهم کرده است.

دکتر ثانگ گفت: «تیم نویسندگان ایده و فناوری‌ای ارائه داده‌اند که مشکلات عمده‌ای را در استفاده از LEDها حل می‌کند، بنابراین تجاری‌سازی آن بسیار امکان‌پذیر است.»

دکتر نگوین دوآن کواک آن (وسط) با راهکار جدید لنز TIR خود برای چراغ‌های LED پرقدرت، جایزه اول مسابقه نوآوری علمی ۲۰۲۳ را دریافت می‌کند. عکس: جیانگ هوی

پروژه دکتر نگوین دوآن کووک آنه به دلیل ایده عالی و فرآیند تحقیقاتی کامل و دقیق، مورد تحسین هیئت داوران قرار گرفت. به گفته دانشمندان، تجاری‌سازی در صورت رعایت استانداردهای صنعتی کاملاً امکان‌پذیر است. این محصول در مسابقه نوآوری علمی 2023 جایزه اول به ارزش 70 میلیون دونگ ویتنام را از آن خود کرد.

لنز TIR جدید برای چراغ‌های LED

نهو کوین

لینک منبع: https://vnexpress.net/nha-khoa-hoc-nghien-cuu-cong-nghe-giup-den-led-sang-hon-4604890.html