Вчені досліджують технологію, яка зробить світлодіодні лампи яскравішими

Нова технологія TIR, розроблена доктором Нгуєн Доан Куок Анем та його колегами, застосовується до світлодіодних відбивачів для підвищення ефективності освітлення та зниження експлуатаційних витрат, отримавши перший приз на конкурсі наукових ініціатив 2023 року.

Проєкт було виконано дослідницькою групою факультету електротехніки та електронної інженерії Університету Тон Дик Тханг, до складу якої входили доктор Нгуєн Доан Куок Ань, доктор Тран Дінь Куонг, доктор Хо Данг Санг та Фан Тхі Мінь Ман.

Нова технологія лінз TIR — це лінза повного внутрішнього відбиття (також відома як рефлектор), що кріпиться до світлодіодної лампи, щоб допомогти спрямувати все випромінюване світло вперед і рівномірніше розподілити його. Нова технологія лінз TIR допомагає знизити витрати, підвищити ефективність та однорідність випромінювання світла, тим самим покращуючи якість та застосування світлодіодних ламп. Дослідницька група також оптимізувала технологію для застосування в багатьох різних світлодіодних продуктах, що використовуються в галузі цивільного, промислового, сільськогосподарського та рибного освітлення.

Доктор Куок Ань, представник дослідницької групи, поділився тим, що рішення з лінзами TIR широко використовується в багатьох комерційних світлодіодних лампах, оскільки воно може регулювати вхідний світловий промінь з ширшим кутом, ніж традиційні відбивачі чи інші типи лінз. Однак лінзи TIR часто не досягають повного внутрішнього відбиття, тому потрібне біле утримуюче кільце, щоб утримувати випромінюваний промінь і фокусувати його вперед, щоб забезпечити ефективність. «Біле утримуюче кільце може досягти ефективності 95,85%, але його вартість висока», – сказав він.

Зразок світлодіодного ліхтаря з використанням нової лінзи TIR. Фото: Дослідницька група. — Зразок світлодіодного ліхтаря з використанням нової лінзи TIR. Фото: *Дослідницька група.*

З метою покращення якості та застосування світлодіодних ламп, група вчених дослідила та розробила нову технологію лінз TIR, яка не вимагає використання білого стопорного кільця (що допомагає знизити вартість продукції на 30%). Зокрема, вона досягає світлової ефективності понад 95% з більш рівномірним збільшенням освітлення, ніж сучасні комерційні світлодіодні лампи.

Доктор Куок Ань розповів, що дослідницька група придумала цю ідею у 2014 році, внесла зміни в розподіл світла; дослідила зміни кольору, щоб знайти способи підвищення світлової ефективності та економії коштів. У 2016 році вчені змоделювали розрахунки за допомогою спеціалізованого оптичного програмного забезпечення, а потім спроектували та виготовили модель. Після більш ніж 3 років народилася нова лінза TIR, включаючи конструкцію багатосегментного коліматора (MSOC) та багатоструктурованої оптичної поверхні (MSOS) для регулювання кута випромінювання падаючих променів та відбиття всього падаючого світла для підвищення рівномірності випромінювання світла. Це означає, що нова лінза може перерозподіляти синє та жовте світлове випромінювання, тим самим покращуючи якість білого кольору світла.

Для реалізації програми група використовувала вимірювальне обладнання для дослідження, проводила вимірювання, порівнювала результати з результатами зразків та калібрувала їх. Експериментальні результати, що порівнювали рівномірність розподілу світла, показали, що індекс рівномірності світла при використанні нової лінзи TIR перевершував лінзу 1 на 122,4% та лінзу II на 495,3% при освітленій поверхні площею 500 мм2. Цей успіх допоміг дослідженню нової лінзи TIR отримати патент USPTO (США) у 2022 році.

Після тривалого процесу проектування, виготовлення прототипів та подальшого патентування, доктор Куок Ань та його колеги очікують, що продукт буде комерціалізовано на ринку. «Нова технологія лінз TIR проста у використанні, легка у розгортанні та може бути широко застосована, приносячи економічну цінність суспільству та громаді», – сказав він.

У інтерв'ю VnExpress доктор Чрінь Суан Тханг, заступник директора Центру досліджень та розвитку високотехнологічних парків Хошимінського високотехнологічного парку, оцінив продукт доктора Куок Аня та його колег як нову технологію з унікальними ідеями.

За словами пана Тханга, однією з головних проблем використання білих світлодіодів є досягнення високої однорідності. Крім того, енергоефективність світлодіодів також є головним пріоритетом для виробників та користувачів. Технологія TIR Lens допомогла використовувати світлодіоди в освітленні з високоякісними джерелами світла (досягнуто вищої однорідності кольору світлодіодного світла) та високою енергоефективністю, що відповідає провідним світовим технологіям сьогодні.

«Група авторів запропонувала ідеї та технології, які вирішують основні проблеми використання світлодіодів, тому можливість комерціалізації є цілком реальною», – сказав доктор Тханг.

Доктор Нгуєн Доан Куок Ань (у центрі) отримав перший приз у конкурсі наукових інновацій 2023 року за нове рішення для лінз TIR для потужних світлодіодів. Фото: Зіанг Хюй — Доктор Нгуєн Доан Куок Ань (у центрі) отримав перший приз у конкурсі наукових інновацій 2023 року за нове рішення для лінз TIR для потужних світлодіодів. Фото: *Зіанг Хюй*

Проєкт доктора Нгуєн Доан Куок Аня був високо оцінений журі, завдяки гарній ідеї та методичному й детальному дослідницькому процесу. На думку вчених, комерціалізація цілком можлива за умови дотримання промислових стандартів. Продукт отримав перший приз у розмірі 70 мільйонів донгів на конкурсі наукових ініціатив 2023 року.