Ученые исследуют технологию, которая позволит сделать светодиодные фонари ярче

Новая технология TIR, разработанная доктором Нгуен Доан Куок Анем и его коллегами, применяется для изготовления светодиодных отражателей, повышающих эффективность освещения и снижающих эксплуатационные расходы. Она получила первую премию на конкурсе научных инициатив 2023 года.

Проект был реализован исследовательской группой факультета электротехники и электроники Университета Тон Дык Тханг, в состав которой вошли доктор Нгуен Доан Куок Ань, доктор Тран Динь Кыонг, доктор Хо Данг Санг и Фан Тхи Минь Ман.

Новая технология линз полного внутреннего отражения (TIR) представляет собой линзу полного внутреннего отражения (также известную как рефлектор), прикреплённую к светодиодной лампе, которая помогает направлять весь излучаемый свет вперёд и распределять его более равномерно. Новая технология линз полного внутреннего отражения (TIR) помогает снизить затраты, повысить эффективность и равномерность светового излучения, тем самым улучшая качество и расширяя сферу применения светодиодных ламп. Исследовательская группа также оптимизировала технологию для применения во множестве различных светодиодных продуктов, используемых в области гражданского освещения, промышленности, сельского хозяйства и рыболовства.

Доктор Куок Ань, представитель исследовательской группы, рассказал, что линзы с полным внутренним отражением (TIR) широко используются во многих коммерческих светодиодных светильниках, поскольку они позволяют регулировать входящий световой луч под более широким углом, чем традиционные рефлекторы или другие типы линз. Однако линзы с полным внутренним отражением (TIR) часто не обеспечивают полного внутреннего отражения, поэтому для удержания испускаемого луча и его фокусировки вперёд для обеспечения эффективности требуется белое стопорное кольцо. «Белое стопорное кольцо может обеспечить эффективность 95,85%, но его стоимость высока», — сказал он.

Образец светодиодного фонаря с новой линзой полного внутреннего отражения (TIR). Фото: Исследовательская группа. — Образец светодиодного фонаря с новой линзой полного внутреннего отражения (TIR). Фото: *Исследовательская группа.*

Стремясь улучшить качество и расширить сферу применения светодиодных светильников, группа учёных исследовала и разработала новую технологию линз TIR, не требующую использования белого стопорного кольца (что способствует снижению себестоимости продукции на 30%). В частности, она обеспечивает светоотдачу более 95% и более равномерное освещение по сравнению с существующими коммерческими светодиодными светильниками.

Доктор Куок Ань рассказал, что исследовательская группа пришла к этой идее в 2014 году, реализовала изменение распределения света и исследовала изменение цвета, чтобы найти способы повышения эффективности освещения и экономии средств. В 2016 году учёные провели моделирование расчётов с помощью специализированного оптического программного обеспечения, а затем спроектировали и изготовили модель. Спустя более трёх лет появилась новая линза полного внутреннего отражения (TIR), включающая конструкцию многосегментного коллиматора (MSOC) и многоструктурированной оптической поверхности (MSOS) для регулировки угла излучения падающего луча и отражения всего падающего света для повышения равномерности излучения. То есть новая линза может перераспределять синее и жёлтое излучение, тем самым улучшая качество белого цвета.

Для реализации приложения команда использовала измерительное оборудование для исследований, провела измерения и сравнение результатов с результатами, полученными на образце, а также выполнила калибровку. Экспериментальные результаты, сравнивающие равномерность распределения света, показали, что индекс равномерности освещения при использовании новой линзы с полным внутренним отражением (TIR) был выше, чем у линзы 1 на 122,4% и линзы 2 на 495,3% при площади поверхности освещения 500 мм². Этот успех позволил исследованию новой линзы с полным внутренним отражением (TIR) получить патент USPTO (США) в 2022 году.

После длительного процесса проектирования, изготовления образцов и получения патентов доктор Куок Ань и его коллеги рассчитывают, что продукт будет выведен на рынок. «Новая технология линз с полным внутренним отражением (TIR) проста в использовании, легко внедряется и может широко применяться, принося экономическую выгоду обществу и сообществу», — сказал он.

Д-р Чинь Суан Тханг, заместитель директора Центра исследований и развития парков высоких технологий Хошиминского парка высоких технологий, в беседе с VnExpress оценил продукт д-ра Куок Аня и его коллег как новую технологию с уникальными идеями.

По словам г-на Тхана, одной из основных проблем при использовании белых светодиодов является достижение высокой равномерности. Кроме того, энергоэффективность светодиодов также является одним из главных приоритетов для производителей и пользователей. Технология линз TIR позволила использовать светодиоды в системах освещения с более качественными источниками света (обеспечила более высокую равномерность цветового потока) и высокой энергоэффективностью, сопоставимой с ведущими мировыми технологиями.

«Группа авторов предложила идеи и технологии, которые решают основные проблемы при использовании светодиодов, поэтому возможность коммерциализации вполне реальна», — сказал доктор Тханг.

Доктор Нгуен Доан Куок Ань (в центре) получил первую премию Конкурса научных инноваций 2023 года за новое решение – линзу полного внутреннего отражения (TIR) для мощных светодиодов. Фото: Джанг Хуэй — Доктор Нгуен Доан Куок Ань (в центре) получил первую премию Конкурса научных инноваций 2023 года за новое решение – линзу полного внутреннего отражения (TIR) для мощных светодиодов. Фото: *Джанг Хуэй*

Проект доктора Нгуен Доан Куок Аня получил высокую оценку жюри за хорошую идею и методичный, детальный исследовательский процесс. По мнению учёных, коммерциализация вполне осуществима при соблюдении промышленных стандартов. Продукт получил главный приз в размере 70 миллионов донгов на Конкурсе научных инициатив 2023 года.