Мировая электроэнергетика расходует около 20% своих мощностей на освещение. Затраты на освещение превышают 20 млрд. долларов. Всего четыре года назад Сюдзи Накамура (Shuji Nakamura) вместе с двумя другими японскими учёными получил Нобелевскую премию за технологию производства сверхъярких синих светодиодов. За это время светодиодное освещение стало массовым явлением. Фонарики, фары автомобилей, прожекторы и лампы освещения в домах и квартирах больше немыслимы без яркого и эффективного светодиода. Но всё это прошлый век, снова утверждает Накамура. Близится время перехода на лазерные диоды, адаптированные для освещения ― вот где настоящая эффективность и беспрецедентная яркость.
На выставке CES 2019 компания SLD Laser, созданная в 2013 году с участием Сюдзи Накамуры, представила лазерные диоды LaserLight для поверхностного монтажа и продукцию на их основе. Лазерные диоды излучают синий цвет, как и сверхъяркие синие светодиоды, и так же передают белое свечение благодаря люминофору. Однако яркость лазерных диодов в 10 раз выше, чем светодиодов. Компания выпускает образцы этих полупроводниковых приборов с яркостью 1000 люмен (белый холодный) с источником излучения диаметром 350 микрон. Прибор позволяет создавать освещение интенсивностью 1530 млн кандел на м2. Эти диоды были испытаны в составе фар автомобилей в гонке по бездорожью 2018 SCORE Baja 1000. Дальний свет фар бил на 1 км и, возможно, это помогло пилотам машин с фарами на LaserLight занять первое и второе места в гонке 2018 года.
На основе лазерных диодов для освещения предлагается выпускать автомобильные фары, фонарики, прожекторы для дронов и другие системы компактного, лёгкого и условно точечного освещения со сверхъярким пятном света. Для использования лазерных диодов в освещении, включая освещение салона автомобилей, предложено использовать оптоволоконные проводники и рассеиватели. Российские разработчики, кстати, тоже движутся в этом направлении. Свет от одного мощного источника практически без потерь разводится до мест установки плафонов с помощью оптоволокна. Одной «лампочки» хватит на множество точечных светильников.
Поставки лазерных диодов LaserLight для автомобильной промышленности начнутся в третьем квартале текущего года. Тем самым машины с лазерными диодами в фарах выйдут на дороги в 2020 году. Можно также ожидать, что к этому времени появятся лазерные решения для домашнего или уличного освещения.
Подробнее о лазерных источниках света https://rtj.mirea.ru/upload/medialibrary/d4e/04-gusche.pdf
ЛАЗЕРНЫЕ ИСТОЧНИКИ СВЕТА
Аннотация: Рассмотрены четыре поколения бытовых источника света (1-ое - лампы
накаливания, 2-е – люминесцентные, 3-е – светодиодные лампы, к 4-му отнесены
лампы на базе лазерных полупроводниковых диодов, или лазерные источники света,
ЛИС). При преобладании на рынке источников света 1,2,3 типов, наиболее
энергоэффективны 3 – светодиодные лампы, и их применение растет быстрыми
темпами, с замещением ими ламп 1 и 2 типов. К сожалению, светодиодные источники
небезопасны для человека, имеется все больше сведений о влиянии их спектра на
зрение и психофизическое состояние. Рассмотрены преимущества ЛИС перед
светодиодными лампами благодаря возможности регулировки спектра излучения ЛИС
вплоть до имитации естественного света, с учетом суточных колебаний спектра и
освещенности, регулировкой направленности излучения. Предложено
технологическое решение создания ЛИС на основе сборки лазерных диодов R,G,B
типа и специального фильтра – рельефографического спеклоподавителя (авторская
разработка) для преобразования когерентного излучения лазеров в некогерентное
излучение. Рассмотрены преимущества ЛИС и возможные сферы их применения.
Ещё более перспективное направление для лазерных синих светодиодов это матрицы телевизоров и мониторов.
Подобные разработки есть у Sony. Samsung продвигает на рынок microLED, где синие светодиоды совмещены с квантовыми точками. Одновременно решается проблемы ограниченности ресурса OLED и точности цветопередачи квантовыми точками. Лазерные светодиоды способны совершить на этом рынке революцию!!!
И конечно про цветопередачу стоит замолвить слово
Комментарии
ну вот, а то Чубака сокрушается, что "не эффективно тратим"! то-то! неужели Ростех с Роснано не общаются?
И действительно, а что думает по этому поводу Нанотолий?
Полагаю Нанотолий думает, что с народом ему не повезло, ноет, плачет, критикует, а сам делать ничего не хочет. Когда же разработка на западе получает критически широкое распространение начинает опять-таки ныть 'а где же был Нанотолий, о чём он только думал? " )))
Яркость и КПД не связаны друг с другом. Революция перехода от ламп накаливания к LED связана с повышением КПД приблизительно на порядок (с 2-3% до 20+%). Проблема яркости (при сохранении КПД) революции не произведет - приборы освещения могут стать более компактными, но затраты энергии на освещение при этом не изменятся. Учитывая, что про КПД в заметке ни одного слова, больше похоже на хайп, а не революцию.
Могут быть связаны. Сверхизлучение эффективнее выводит энергию из перехода, оставляя меньше энергии для безызлучательной рекомбинации; впрочем, это не так значимо, я так, чисто из занудства. Ну и у многих люминофоров квантовый выход до выхода на насыщение - сверхлиния. Высокая яркость сама по себе ещё открывает возможность для многих интересных применений, где до сих пор жили лампы: тех же фар, куда обычные СИД не поставить.
В принципе, лазерная накачка люминофора в освещении интересна другим: тем, что структура потенциально при той же стоимости даёт больше излучения.
Это будет революция, но "медленная революция": просто путь к более дешёвым сверхъярким светодиодам.
Нет, по совокупности преимуществ лазерные светодиоды готовят именно революцию
Читал что светодиодная освещение из за своего узкого спектра не очень хорошо действует на глаза особенно детей.
Думаю, здесь "все смешалось". Проблемы первых поколений LED-ламп, прежде всего - высокая пульсация. Нынче ее практически победили. А спектры вполне нормальные - сильно более естественные, чем у люминесцентных.
Проблема была и есть для дешевых ламп, которыми забит рынок
http://xn--80aafanc4a9azacif0d.xn--p1ai/pages/files/22svetotehnika32012.pdf
Проблема пульсаци это не проблема ламп, а проблема выпрямителей, которые просто обрезают синусоиду, при этом "горбы" остаются
ИМХО проблема пульсации это не проблема светодиодов, а проблема ламп со встроенными выпрямителями.
Проблема выпрямителя - это проблема лампы, в которую он входит как неотъемлемая часть. Вероятно, Вы хотели сказать, что пульсация - это не проблема светодиодов?
Сдается, что приближается "День Триффидов"...
У светодиода очень узкая спектральная полоса излучения. Для получения белого цвета используют светодиоды разного спектра, например красный - зеленый - синий.
Можно участить шаг спектра, например красный - оранжевый - желтый- зеленый - голубой - синий - фиолетовый. Тогда общий свет будет ближе к естественному солнечному. Если сделать шаг совсем близким, то будет почти полная имитация солнечного света. Это дороже, поскольку придется использовать светодиоды десятка разных спектров излучения. Слышал что что-то подобное уже выпускают.
А я слышал, что народонаселение этой страны жопится покупать лампочки дороже 50 рублей за штуку, что уж говорить за RGB ;)
Психология. Сначала думаешь если дорого то мило. Покупаешь, а оно дохнет как дешёвое. Зачем переплачивать? Возможно есть дорогие и качественные, но я не лаборатория и опыты за свой счёт ставить не желаю.
Рекомендую к прочтению сию заметку (с комментариями)
Светодиодные лампы с AliExpress. Объективный тест https://aftershock.news/?q=node/566733
За всю страну не скажу , но лично у меня принцип не покупать дороже 100 рублей ...как то так
Вот линейка правильных лампочек, за которые готов поручиться
https://www.ikea.com/ru/ru/catalog/categories/departments/living_room/10...
ЛЕДАРЕ в ответственные зоны, где постоянно находятся люди, РИЭТ попроще туалет, прихожая
Лампы за 100 рублей нонейм 100% рулетка
Никамура, конечно большой учёный. Но вы не ошибаетесь в его вкладе в повсеместное... да за 4 года.. да ещё благодаря синему светодиоду, да ещё и благодаря люминофору )))??
Основная ценность его синего в том, что стало возможным для получения белого смешивать отдельные спектры трёх светодиодов, исключая люминофор (как делалось ранее, да и сейчас ультрафиолет + люминофор = более-менее белый).
Не претендую на истину.. Так.. В гараже знаний под слоем пыли..
Согласен, Никамура типичный лошара, а нобелевку ему за просто так дали, забыли на АШ опрос сделать....
Вы в своем подобострастном запале сути не уловили.
Вы в своём критиканстве похоже не улавливаете разницы между большой наукой, технологией и промышленностью.
Я не критикую Никамуру. Я говорю, что либо вы, либо ваша копипастапапа сути вклада Никамуры не улавливаете. Вот у меня да и вокруг меня рядом немало светодиодных источников. И ни в одном из них Никамура не просвечивает. Пока что. Никамура подобрал состав, излучающий в синем спектре, что наконец-то открыло новое направление получения белого спектра. А именно смешиванием спектров синего с красным и зелёным (которые были уже), без потерь энергии на вторичное переизлучение люминофора. Потому данные источники и перспективны и более эффективны. В повсеместно же применяемых в быту светодиодах, которые в подавляющем количестве устройств сейчас нас окружают (ПОВСЕМЕСТНО))), используется старый принцип. Ультрафиолет через люминофор. Именно они сейчас рулят в подавляющем большинстве устройств.
ПЫСЫ: Могу быть и не прав. В первом посту упоминал про то, что по запылившейся памяти.. Давно этой темой интересовался. Нужно обновить. Тык что не держи зла если чо..
Эээ... Ультрафиолетовых светодиодов в белых светодиодах НЕТ. Когда-то были, но это дикая экзотика (в том числе по причине никакого КПД).
Только синие. Именно синий свет накачивает люминофор. Создание эффективного синего светодиода равно созданию эффективного белого светодиода и возможности освещения светодиодами.
Тебе верю. Чем позитивны подобные статьи и скороспелые бряки, так это тем, что ясно понимаешь что то, что ты вроде помнишь, на самом деле нихрена не помнишь или помнишь не то))). Оч. хороший повод перезаписаться.
Если сгенерил эмоции, то сорри.
Гавно на моём ботинке.
вы в своём фанатейском запале даже тему поста без ошибок не смогли, уверяю вас, "Энегетическая трансформация" это что-то неведомое
Это по делу, спасибо, поправил
Синий светодиод реально был прорывом. Ну и он же не просто сделал синий светодиод, он решил проблему генерации коротковолнового света с высоким КПД в целом.
Перспективный чат детектед! Сим повелеваю - внести запись в реестр самых обсуждаемых за последние 4 часа.
интересно, а почему в разделе ахтунг?
Автор почему-то удалил мой коммент с причиной - я увидел крайне сомнительное утверждение и затребовал обоснование. Указав, что пока обоснование не будет представлено, статья уходит в Ахтунг.
Вместо ответа, коммент удален втихаря, что нехорошо, как минимум.
Заголовок был исправлен, с "энергетики" на "электроэнергетики"
Цифра 20% взята из НАУЧНОЙ публикации. Заниматься оппонированием не моё дело
И таки да, ахтунг значит ахтунг.. главное, чтобы с вашим ЧСВ было всё в порядке ;)
> Заголовок был исправлен, с "энергетики" на "электроэнергетики"
Ясно, то есть исправили этот дикий косяк молча, без уведомления.
Их Ахтунг выношу, но столь дикие косяки в статье заставляют задуматься о том, насколько все остальное достоверно, согласны?
Вы все цифры и утверждения тщательно проверили теперь?
Я не эксперт в этой области. Если у кого-то из читателей будут ОБОСНОВАННЫЕ сомнения то для них есть комментарии, поправлю
Уже выявленный косяк достаточное основание, ИМХО, чтобы поставить под сомнение и перепроверить все утверждения в заметке.
Это, конечно, если вас интересует поиск истины, а не распространение любой копипасты, лишь бы "за зелень".
Это всего лишь неточность, тем более что в публикации на которую дана ссылка так и сформулировано.
Я не против, если кто-то, перепроверив фактический материал даст ссылку на альтернативную версию. Принимать за ОБОСНОВАННЫЕ сомнения утверждения "мне кажется потому что мне так кажется" как минимум несерьезно, даже если они исходят от администраторов сайта.
> Это всего лишь неточность
Ни фига себе "неточность" в существенном вопросе, многократно завышающая реальные данные.
Это как физически выглядит? В смысле как выглядят "квантовые точки"
Кванты в евклидовой геометрии (физическом пространстве) не существуют, они только в фазовом пространстве могут быть.
Оно конечно понятно, что "квантовый", "нано" это модно и стильно, но всё же.
Если вас в гугле забанили это не ко мне, ликбезом занимайтесь сами
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D1%82%D0%BE%D0%B2...
в физике малоразмерных систем принято давать классификацию объектам по числу не прерывных степеней свободы электрона.
например, обычный макропроводник 3ех мерен - электрон летит куда угодно по нему. графен двухмерен, квантовая проволочка - одномерна. Остальные состояния в них вырождены.
собственно, квантовая точка - нульмерный объект, где у электрона есть только дискретные состояния.
может выглядеть, ну например, как частичка золя.
Почитал, понятно, то что раньше называли ячейкой лазерной линейки теперь называют квантовой точкой.
Что-то Вы совсем не то почитали и совершенно не догнали идею. Лазеры тут вообще сбоку или не при чём.
Основная мысль в том, что это управляемый осциллятор, в отличие от атома, искусственный, управляемый. Со всеми вытекающими.
Синий цвет разве не убивает сетчатку?
Интересно, сколько таких приборов понадобится, чтобы с расстояния 1-3 метра (бытовые нужды) осветить площадку хотя бы в 1 кв.м.? С учётом того, что излучающая поверхность имеет диаметр в треть мм.
А в чем проблема? Поставят сверху матовый плафон, и он будет нормально равномерно освещать вашу площадь.
Линза. Нужна офигеть качественная линза из оптического стекла по всем правилам.
Хватит в сову глобус засовывать. Надёжину простительно, он слегка на это тему подвинулся (не в обиду Алексею).
Современые светики спокойно отдают 150 люмен с ватта. А вот готовое светотехническое изделие 80-120 люмен на ватт. Коэффициент поглощения, физика она такая. Есть конечно и более эффективные рассеиватели, но они или стоят огого, или имеют габариты дофига.
Тот же пластик более-менее живёт на единицах ватт, а вот сборки с дурью в тысячи (десятки тысяч) люмен - только стекло, плотность потока такова, что пластик плавится. Увы.
Народ на форсированых матрицах бумагу зажигает на растоянии в 3-6 см. Физика, плотность потока.
если выбирать между точечным на 30клюмен и росыпь по 50люмен, лучше выбрать второе.
Сверхяркий хорош диффузно в потолок и стены. Но при очень большой яркости будут опять глазки страдать из-за сверхяркого пятна.
Кстати, а что там будет с люминофором? Каков его срок службы и как быстро снижается яркость свечения? И каковы рабочие температуры устройств на сверхярких лазерных диодах? Что-то информации маловато на эту тему.
Тоже что и с мощными матрицами.
Отваливание и сгорание люминофора от каждого чиха.
И желательно активное охлаждение. а так-как площадь теплосъёма мала, будут ухищрение за ххх баксов.
Страницы