Katodoluminiscences spuldzes ir MIPT zinātnieku grupas jaunākais sasniegums. Viņu iegūtie paraugi vispār nesatur dzīvsudrabu un vairākos parametros ir pārāki par to luminiscējošajiem un LED kolēģiem. Tas ir labs iemesls, lai rūpīgāk aplūkotu jaunus apgaismes produktus.
Darbības princips
Apgaismošanas ierīces pamatā ir jau zināms ultravioletā (UV) starojuma princips. Izmantojot lauka emisijas principu, Maskavas Fizikas un tehnoloģijas institūta zinātniekiem izdevās iztikt bez cilvēkiem bīstamiem dzīvsudraba tvaikiem. Tas nozīmē, ka jaunais produkts ir videi draudzīgs un to var izmest kopā ar parastajiem atkritumiem.
Piezīme: Pagaidām pasaulē nav šīs attīstības analogu!
Ikviens, kurš zina, kā darbojas TV kineskops - nav grūti saprast autoelektroniskās emisijas principu (foto zemāk).
Kineskopa un katodoluminiscences spuldzes iekšpusē ir elektrodu pāris (katods un anods), starp kuriem veidojas vairāku desmitu kilovoltu potenciāla starpība.
Tā rezultātā katoda izstarotie elektroni tiek paātrināti lielā ātrumā un bombardē anodu, tieši aiz kura atrodas fosfora slānis. Viņu ietekmē jutīgais slānis sāk mirdzēt (izstaro fotonus).
Tehnoloģiskās un darbības iezīmes
Jaunizveidotās lampas rada gaismu ļoti plašā redzamā diapazona spektrā (no UV līdz IR). Pārbaudes posmā izstrādātāji īpašu uzmanību pievērsa ultravioletajai spektra daļai. Līdzīgi notikumi Amerikas Savienotajās Valstīs nebija vainagojušies ar panākumiem, jo produkti iznāca pārāk dārgi un ar ilgu ieslēgšanas kavēšanos.
Krievijas pētniekiem izdevās sakārtot visas problēmas, pateicoties šādiem jauninājumiem:
- Lauka katodu izmantošana lampas konstrukcijā un lauka emisijas parādība.
- Pēdējais sastāv no elektronu plūsmas emisijas no aukstā katoda.
- Tuneļa efekta izmantošana, kas ļāva patērēt tikai nelielu daļu no elektriskā lauka enerģijas.
Spuldzes katods ir izgatavots no parastā oglekļa un ir veidots tā, lai izturētu intensīvu starojumu. Turklāt tas nodrošina pietiekamu emisijas strāvu un ir ļoti lēts. Lai veiksmīgi konkurētu apgaismojuma tirgū, ir izstrādāts kompakts un salīdzinoši lēts barošanas avots.
Priekšrocības un trūkumi
Jaunās attīstības priekšrocības:
- Radiācijas spektrs ir patīkams un drošs cilvēka acij.
- Gaismu izstarojošās virsmas laukums ir palielināts (lampa spīd spožāk nekā analogi).
- Tās aktivizācijas laiks nepārsniedz 0,5 milisekundes.
- Plašs temperatūras diapazons (-196 līdz +150 grādi).
- Zemas ražošanas izmaksas.
- Iznīcināšana nav nepieciešama.
Jaunā tipa apgaismotājiem netika atrasti trūkumi (izņemot to, ka tie tiek izstrādāti).