Ученые исследуют технологии, позволяющие сделать светодиодные лампы ярче.

VnExpress•18/05/2023

Новая технология TIR, разработанная доктором Нгуеном Доан Куок Анем и его коллегами и применяемая в светодиодных абажурах для повышения эффективности освещения и снижения эксплуатационных расходов, завоевала первый приз на конкурсе научных инноваций 2023 года.

Проект был выполнен исследовательской группой факультета электротехники и электроники Университета Тон Дык Тханг, в состав которой вошли д-р Нгуен Доан Куок Ань, д-р Чан Динь Куонг, д-р Хо Данг Санг и Фан Тхи Минь Ман.

Новая технология линз с полным внутренним отражением (TIR) представляет собой линзу с полным внутренним отражением (также известную как отражатель), прикрепленную к светодиоду, которая направляет весь излучаемый свет вперед и распределяет его более равномерно. Эта новая технология линз TIR снижает затраты, повышает эффективность и улучшает равномерность светового излучения, тем самым улучшая качество и расширяя возможности применения светодиодного освещения. Исследовательская группа также оптимизировала технологию для применения в различных светодиодных осветительных приборах, используемых в жилых, промышленных, сельскохозяйственных и рыбохозяйственных целях.

Доктор Куок Ань, представляющий исследовательскую группу, рассказал, что линзы с полным внутренним отражением (TIR) широко используются во многих коммерческих светодиодных светильниках, поскольку они позволяют регулировать угол входящего светового луча в более широком диапазоне, чем традиционные отражатели или другие типы линз. Однако линзы TIR часто не обеспечивают полного внутреннего отражения, поэтому для удержания излучаемого света и его фокусировки вперед для обеспечения эффективности необходимо белое удерживающее кольцо. «Белое удерживающее кольцо может обеспечить эффективность 95,85%, но оно дорогое», — сказал он.

Прототип светодиодного светильника с новой линзой TIR. Фото: Исследовательская группа. — Прототип светодиодного светильника с новой линзой TIR. Фото: *Исследовательская группа.*

С целью улучшения качества и применения светодиодных светильников группа ученых разработала новую технологию линз TIR, которая не требует белого удерживающего кольца (что снижает себестоимость продукции на 30%). Примечательно, что она обеспечивает светоотдачу более 95% и более высокую равномерность освещения по сравнению с имеющимися в настоящее время коммерческими светодиодными светильниками.

Доктор Куок Ань заявил, что исследовательская группа разработала эту идею в 2014 году, после чего приступила к модификации распределения света и изучению изменений цвета, чтобы найти способы повышения световой эффективности и снижения затрат. В 2016 году ученые провели моделирование с использованием специализированного оптического программного обеспечения, а затем разработали и изготовили прототип. Спустя более трех лет была создана новая линза TIR, включающая многосегментный коллиматор (MSOC) и многоструктурную оптическую поверхность (MSOS), предназначенная для регулирования угла падающих лучей и отражения всего падающего света с целью повышения равномерности свечения. Это означает, что новая линза может перераспределять синее и желтое излучение, тем самым улучшая цветопередачу белого света.

Для реализации приложения команда использовала исследовательское измерительное оборудование, чтобы сравнить результаты с результатами образцов и внести корректировки. Экспериментальные результаты, сравнивающие равномерность распределения света, показали, что индекс равномерности люминесценции при использовании новой линзы TIR превосходит линзу 1 на 122,4% и линзу II на 495,3% на освещенной поверхности площадью 500 мм². Этот успех привел к тому, что в 2022 году исследование новой линзы TIR получило патент USPTO (США).

После длительного процесса проектирования, создания прототипов и патентования доктор Куок Ань и его коллеги ожидают коммерциализации продукта. «Новая технология линз TIR проста в использовании, легко внедряется и может широко применяться, принося экономическую выгоду обществу и населению», — сказал он.

В интервью изданию VnExpress доктор Тринь Суан Тханг, заместитель директора Научно-исследовательского центра высокотехнологичного парка Хошимина, оценил продукт доктора Куок Аня и его коллег как новую технологию с уникальной идеей.

По словам г-на Танга, одной из главных проблем при использовании белых светодиодных ламп является достижение высокой однородности цвета. Кроме того, энергоэффективность светодиодов является первостепенной задачей как для производителей, так и для пользователей. Технология TIR-линз позволила использовать светодиоды в осветительных приборах с более качественными источниками света (обеспечивая более высокую однородность цвета светодиодного света) и высокой энергоэффективностью, сопоставимой с ведущими мировыми технологиями.

«Группа авторов разработала идею и технологию, которые решают основные проблемы в использовании светодиодов, поэтому коммерциализация вполне осуществима», — сказал доктор Тханг.

Доктор Нгуен Доан Куок Ань (в центре) получает первый приз на конкурсе научных инноваций 2023 года за свое новое решение с линзами TIR для мощных светодиодных светильников. Фото: Джианг Хуй — Доктор Нгуен Доан Куок Ань (в центре) получает первый приз на конкурсе научных инноваций 2023 года за свое новое решение с линзами TIR для мощных светодиодных светильников. Фото: *Джианг Хуй*

Проект доктора Нгуен Доан Куок Ань получил высокую оценку жюри за отличную идею и тщательный, детальный исследовательский процесс. По мнению ученых, коммерциализация вполне осуществима, если продукт будет соответствовать промышленным стандартам. Продукт занял первое место на конкурсе научных инноваций 2023 года, получив приз в размере 70 миллионов донгов.