Para ilmuwan sedang meneliti teknologi untuk membuat lampu LED lebih terang.

Teknologi TIR baru yang dikembangkan oleh Dr. Nguyen Doan Quoc Anh dan rekan-rekannya, yang diterapkan pada kap lampu LED untuk meningkatkan efisiensi pencahayaan dan mengurangi biaya operasional, memenangkan hadiah pertama dalam Kompetisi Inovasi Sains 2023.

Proyek ini dilaksanakan oleh tim peneliti dari Fakultas Teknik Elektro dan Elektronika, Universitas Ton Duc Thang, termasuk Dr. Nguyen Doan Quoc Anh, Dr. Tran Dinh Cuong, Dr. Ho Dang Sang, dan Phan Thi Minh Man.

Teknologi lensa TIR baru ini adalah lensa refleksi internal total (juga dikenal sebagai reflektor) yang dipasang pada lampu LED yang mengarahkan semua cahaya yang dipancarkan ke depan dan mendistribusikannya secara lebih merata. Teknologi lensa TIR baru ini mengurangi biaya, meningkatkan efisiensi, dan meningkatkan keseragaman emisi cahaya, sehingga meningkatkan kualitas dan aplikasi pencahayaan LED. Tim peneliti juga telah mengoptimalkan teknologi ini untuk aplikasi pada berbagai produk pencahayaan LED yang digunakan dalam penerangan perumahan, industri, pertanian, dan perikanan.

Dr. Quoc Anh, yang mewakili tim peneliti, menjelaskan bahwa lensa TIR (Total Internal Reflection) umumnya digunakan dalam banyak perlengkapan pencahayaan LED komersial karena dapat menyesuaikan berkas cahaya yang masuk pada sudut yang lebih lebar daripada reflektor tradisional atau jenis lensa lainnya. Namun, lensa TIR seringkali tidak mencapai refleksi internal total, sehingga diperlukan cincin penahan putih untuk menahan cahaya yang dipancarkan dan memfokuskannya ke depan untuk memastikan efisiensi. "Cincin penahan putih dapat mencapai efisiensi 95,85%, tetapi harganya mahal," katanya.

Prototipe lampu LED yang menggunakan lensa TIR baru. Foto: Tim peneliti.

Dengan tujuan meningkatkan kualitas dan aplikasi lampu LED, sebuah tim ilmuwan telah meneliti dan mengembangkan teknologi lensa TIR baru yang tidak memerlukan cincin penahan putih (mengurangi biaya produk hingga 30%). Yang menarik, teknologi ini mencapai efisiensi pencahayaan lebih dari 95%, dengan keseragaman iluminasi yang lebih tinggi dibandingkan lampu LED komersial yang tersedia saat ini.

Dr. Quoc Anh menyatakan bahwa tim peneliti mencetuskan ide tersebut pada tahun 2014, kemudian memodifikasi distribusi cahaya dan meneliti perubahan warna untuk menemukan cara meningkatkan efisiensi pencahayaan dan mengurangi biaya. Pada tahun 2016, para ilmuwan melakukan simulasi perhitungan menggunakan perangkat lunak optik khusus, kemudian merancang dan memproduksi prototipe. Setelah lebih dari tiga tahun, lensa TIR baru tercipta, menggabungkan desain kolimator multi-segmen (MSOC) dan permukaan optik multi-struktur (MSOS), yang bertujuan untuk menyesuaikan sudut sinar datang dan memantulkan semua cahaya datang untuk meningkatkan keseragaman pencahayaan. Ini berarti lensa baru ini dapat mendistribusikan kembali radiasi cahaya biru dan kuning, sehingga meningkatkan kualitas warna cahaya putih.

Untuk mengimplementasikan aplikasi tersebut, tim menggunakan peralatan pengukuran penelitian untuk membandingkan hasilnya dengan hasil sampel dan melakukan penyesuaian. Hasil eksperimen yang membandingkan keseragaman distribusi cahaya menunjukkan bahwa indeks keseragaman luminesensi saat menggunakan lensa TIR baru lebih unggul daripada lensa 1 sebesar 122,4% dan lensa II sebesar 495,3% pada permukaan yang diterangi seluas 500 mm2. Keberhasilan ini menyebabkan penelitian lensa TIR baru tersebut menerima paten USPTO (Amerika Serikat) pada tahun 2022.

Setelah melalui proses panjang perancangan, pembuatan prototipe, dan paten, Dr. Quoc Anh dan rekan-rekannya berharap produk tersebut dapat dikomersialkan. "Teknologi lensa TIR baru ini mudah digunakan, mudah diimplementasikan, dan dapat diterapkan secara luas, sehingga memberikan nilai ekonomi bagi masyarakat dan komunitas," katanya.

Berbicara kepada VnExpress , Dr. Trinh Xuan Thang, Wakil Direktur Pusat Penelitian dan Pengembangan Taman Teknologi Tinggi, Taman Teknologi Tinggi Kota Ho Chi Minh, menilai produk Dr. Quoc Anh dan rekan-rekannya sebagai teknologi baru dengan ide yang unik.

Menurut Bapak Thang, salah satu masalah utama dalam penggunaan lampu LED putih adalah mencapai keseragaman warna yang tinggi. Selain itu, efisiensi energi LED merupakan perhatian utama bagi produsen dan pengguna. Teknologi Lensa TIR telah memungkinkan penggunaan LED dalam penerangan dengan sumber cahaya berkualitas lebih tinggi (mencapai keseragaman warna cahaya LED yang lebih tinggi) dan efisiensi energi yang tinggi, setara dengan teknologi terkemuka di seluruh dunia .

"Tim penulis telah menghasilkan ide dan teknologi yang memecahkan masalah utama dalam penggunaan LED, oleh karena itu komersialisasi sangat memungkinkan," kata Dr. Thang.

Dr. Nguyen Doan Quoc Anh (tengah) menerima hadiah pertama dalam Kompetisi Inovasi Sains 2023 dengan solusi lensa TIR barunya untuk lampu LED berdaya tinggi. Foto: Giang Huy

Proyek Dr. Nguyen Doan Quoc Anh mendapat pujian tinggi dari dewan juri karena idenya yang cemerlang dan proses penelitian yang menyeluruh dan detail. Menurut para ilmuwan, komersialisasi sepenuhnya layak dilakukan jika memenuhi standar industri. Produk tersebut memenangkan hadiah pertama, senilai 70 juta VND, dalam Kompetisi Inovasi Sains 2023.

Lensa TIR baru untuk lampu LED

Nhu Quynh

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