Lampy katodoluminescencyjne to najnowsze osiągnięcie grupy naukowców z MIPT. Uzyskane przez nich próbki w ogóle nie zawierają rtęci i pod względem wielu parametrów przewyższają odpowiedniki luminescencyjne i LED. To dobry powód, aby przyjrzeć się bliżej nowym produktom oświetleniowym.
Zasada działania
Działanie urządzenia oświetleniowego opiera się na znanej już zasadzie promieniowania ultrafioletowego (UV). Stosując zasadę emisji polowej, naukowcom z Moskiewskiego Instytutu Fizyki i Technologii udało się obejść bez niebezpiecznych dla ludzi oparów rtęci. Oznacza to, że nowy produkt jest przyjazny dla środowiska i można go utylizować razem z normalnymi odpadami.
Uwaga: Na świecie nie ma jeszcze analogów tego rozwoju!
Każdy, kto zna sposób działania kineskopu telewizyjnego - nietrudno zrozumieć zasadę emisji autoelektronicznej (zdjęcie poniżej).
Wewnątrz kineskopu i lampy katodoluminescencyjnej znajduje się para elektrod (katoda i anoda), pomiędzy którymi powstaje różnica potencjałów rzędu kilkudziesięciu kilowoltów.
W rezultacie elektrony emitowane przez katodę są przyspieszane do dużych prędkości i bombardują anodę, bezpośrednio za którą znajduje się warstwa luminoforu. Pod ich wpływem wrażliwa warstwa zaczyna świecić (emitować fotony).
Cechy technologiczne i eksploatacyjne
Nowo zaprojektowane lampy generują światło w bardzo szerokim zakresie widzialnym (od UV do podczerwieni). Na etapie testów twórcy zwrócili szczególną uwagę na ultrafioletową część widma. Podobne wydarzenia w Stanach Zjednoczonych nie zakończyły się sukcesem, ponieważ produkty były zbyt drogie i charakteryzowały się dużym opóźnieniem włączenia.
Rosyjskim badaczom udało się uporać ze wszystkimi problemami dzięki takim innowacjom jak:
- Zastosowanie katod polowych w projektowaniu lamp i zjawisko emisji polowej.
- Ta ostatnia polega na emisji strumienia elektronów z zimnej katody.
- Wykorzystanie efektu tunelu, który pozwolił na pobór jedynie niewielkiej części mocy pola elektrycznego.
Katoda żarówki jest wykonana ze zwykłego węgla i ma kształt odporny na intensywne promieniowanie. Ponadto zapewnia wystarczający prąd emisji i jest bardzo tani. Aby skutecznie konkurować na rynku oświetleniowym, opracowano kompaktowy i stosunkowo niedrogi zasilacz.
Zalety i wady
Korzyści z nowego rozwiązania:
- Widmo promieniowania jest przyjemne i bezpieczne dla ludzkiego oka.
- Zwiększony zostaje obszar powierzchni emitującej światło (lampa świeci jaśniej niż analogi).
- Jego czas aktywacji nie przekracza 0,5 milisekundy.
- Szeroki zakres temperatur (od -196 do +150 stopni).
- Niskie koszty produkcji.
- Nie ma potrzeby usuwania.
Nie stwierdzono żadnych niedociągnięć w nowym typie oświetlaczy (poza tym, że są one w fazie rozwoju).