Исследователи Московского физико-технического института (МФТИ) разработали новый тип ламп, способный конкурировать с современным энергосберегающими осветительными приборами. По заверениям создателей, они имеют рекордные показатели надёжности, долговечности и силы света. Кроме того, в лампочках нет импортных элементов и технологий.
Схема устройства лампочки: 1 — модуль катодного модулятора; 2 — катод; 3 — модулятор; 4 — испускаемые электроны; 5 — люминофор; 6 — анод (алюминиевое зеркало); 7 — вывод анода; 8 — стеклянная вакуумная колба.
Сотрудники кафедры вакуумной электроники МФТИ совместно с учёными из Физического института имени П. Н. Лебедева (ФИАН) создали и испытали прототип катодолюминесцентной лампы общего освещения. В её основе лежит явление автоэлектронной эмиссии.
Принцип работы катодолюминесцентных ламп основан на том же принципе, что и кинескопы старых телевизоров: внутри вакуумной колбы находятся катод (отрицательный электрод) и анод (положительный электрод), между которыми создаётся большая разность потенциалов (до десятка киловольт). Под действием электрического поля электроны, испускаемые катодом, бомбардируют поверхность анода, под который нанесён слой люминофора, что заставляет последний светиться.
Преимущество катодолюминесцентных заключается в возможности излучать свет практически в любой области спектра — от красной до ультрафиолетовой (зависит от используемого люминофора). Наиболее актуальным является ультрафиолетовый спектр, так как в скором времени вступит в действие международная Минаматская конвенция, запрещающая производство и оборот бытовых приборов, содержащих ртуть: с будущего года люминесцентные лампы, излучающие в ультрафиолетовом спектре, окажутся под запретом. Катодолюминесцентные лампы не содержат ртути и полностью экологичны в использовании.
Модуль катодного модулятора (а): стрелка указывает на излучающий катод. Увеличенное изображение излучающего катода, изготовленного из углеволокна (b). Фото предоставлено авторами исследования
Катодолюминесцентные лампочки так и не получили популярности из-за громоздких размеров и необходимости ждать несколько секунд после включения, чтобы катод достиг рабочей температуры. Российским физикам удалось решить обе проблемы. Они создали так называемый автокатод, которому не требуется время для нагрева, и сделали лампу компактных размеров.
«Наш автокатод построен на основе обычного углерода. Но этот углерод работает не просто химикатом, а структурой: мы научились создавать из углеродных волокон такую конструкцию, которая не боится ионной бомбардировки, дает высокий эмиссионный ток, технологична и дешева в производстве. Это чисто наше ноу-хау, такой технологии нет больше нигде в мире», — объяснил Евгений Шешин, руководитель проекта, профессор МФТИ и заместитель заведующего кафедрой вакуумной электроники.
Лабораторные прототипы катодолюминесцентных лампочек со встроенным блоком питания на стандартном цоколе E27 с рассеивателем (a) и без него (b)
Световой поток созданных прототипов достигает 250 лм, что близко к 25-ваттной лампочке накаливания. При этом потребляемая мощность составляет всего 5,5 Вт. Фото предоставлено авторами исследования
«Наша лампочка не боится повышенных температур, в отличие от светодиода. И может эксплуатироваться там, где светодиод быстро потеряет яркость, например, в спотовых потолочных светильниках, где не обеспечивается хорошее охлаждение», — заявил Дмитрий Озол, соавтор разработки, сотрудник кафедры вакуумной электроники МФТИ.
По словам разработчиков, их лампы не содержат импортных комплектующих и могут выпускаться на любом отечественном электроламповом заводе.
Свежие комментарии