Kathodoluminescente lampen zijn de nieuwste ontwikkeling van een groep wetenschappers van MIPT. De door hen verkregen monsters bevatten helemaal geen kwik en zijn in een aantal parameters superieur aan hun luminescerende en LED-tegenhangers. Dit is een goede reden om nieuwe verlichtingsproducten eens nader te bekijken.
Werkingsprincipe
Het werk van de verlichtingsinrichting is gebaseerd op het reeds bekende principe van ultraviolette straling (UV). Door het principe van veldemissie te gebruiken, slaagden wetenschappers van het Moscow Institute of Physics and Technology erin om het zonder voor de mens gevaarlijke kwikdampen te stellen. Dit betekent dat het nieuwe product milieuvriendelijk is en bij het normale afval kan worden afgevoerd.
Notitie: Er zijn nog geen analogen van deze ontwikkeling in de wereld!
Iedereen die bekend is met hoe een tv-kinescoop werkt - het is niet moeilijk om het principe van auto-elektronische emissie te begrijpen (foto hieronder).
Binnen de kinescoop en de kathodoluminescentielamp bevindt zich een paar elektroden (kathode en anode) waartussen een potentiaalverschil van enkele tientallen kilovolt wordt gevormd.
Het resultaat is dat de elektronen die door de kathode worden uitgezonden tot hoge snelheden worden versneld en de anode bombarderen, onmiddellijk waarachter zich een fosforlaag bevindt. Onder hun invloed begint de gevoelige laag te gloeien (fotonen uitzenden).
Technologische en operationele kenmerken
Nieuw ontworpen lampen genereren licht in een zeer breed spectrum van het zichtbare bereik (van UV tot infrarood). In de testfase hebben de ontwikkelaars speciale aandacht besteed aan het ultraviolette deel van het spectrum. Soortgelijke ontwikkelingen in de Verenigde Staten werden niet met succes bekroond, omdat de producten te duur waren en een lange inschakelvertraging hadden.
Russische onderzoekers slaagden erin alle problemen op te lossen dankzij innovaties als:
- Toepassing van veldkathodes in het lampontwerp en het fenomeen veldemissie.
- Dit laatste bestaat uit het uitzenden van een stroom elektronen uit de koude kathode.
- Het gebruik van het tunneleffect, waardoor het mogelijk was om slechts een klein deel van het elektrische veldvermogen te verbruiken.
De kathode van de gloeilamp is gemaakt van gewoon koolstof en is gevormd om intense straling te weerstaan. Bovendien levert het voldoende emissiestroom en is het erg goedkoop. Om succesvol te kunnen concurreren op de verlichtingsmarkt is een compacte en relatief goedkope stroomvoorziening ontwikkeld.
Voor-en nadelen
Voordelen van de nieuwe ontwikkeling:
- Het stralingsspectrum is aangenaam en veilig voor het menselijk oog.
- Het oppervlak van het lichtuitstralende oppervlak wordt vergroot (de lamp schijnt helderder dan analogen).
- De activeringstijd is niet langer dan 0,5 milliseconden.
- Groot temperatuurbereik (-196 tot +150 graden).
- Lage productiekosten.
- Verwijdering is niet nodig.
Er werden geen tekortkomingen gevonden in het nieuwe type belichtingstoestellen (behalve dat ze in ontwikkeling zijn).