Źródło szerokopasmowego światła białego

Istota wynalazku

Ludzkość jest całkowicie zależna od światła, nie tylko ze względu na wydłużenie czasu aktywności w ciągu dnia, ale również dlatego, że światło wpływa na nasz nastrój, reguluje wydajność i samopoczucie. Brak odpowiednich warunków oświetlenia może wywołać choroby aktywności sezonowej (ang. seasonal affective disorder - SAD), stan świadomości oraz może powodować inne niedogodności. Ze względu na szeroką dostępność sztucznych źródeł światła, które pomagają nam żyć i pracować, wiele kryteriów zostało określonych w celu wyboru najlepszego źródła światła. Obecnie, nie tylko jasność źródła światła, ale również zużycie energii, trwałość, zwartość, bezpieczeństwo dla środowiska i ludzi, jak również temperatura barwowa i szerokopasmowych emisji widmowej są parametrami kluczowymi.

Około 90 % energii zużywanej przez żarówki jest emitowana w postaci ciepła, zamiast światła w zakresie widzialnym. Żarówki halogenowe, świetlówki kompaktowe (CFL) i diody LED są znacznie bardziej efektywne. Jednakże świetlówki zawierać rtęć w postaci pary wewnątrz lampy, która jest odpowiedzialna za stymulację związków luminoforów osadzonych na wewnętrznej stronie rury szklanej. Nawet małe (1 mg na jedną lampę ) ilości rtęci są trujące i mogą powodować zanieczyszczenia powietrza i wody. Ponadto czas nagrzewania i ich krótsza żywotność, związana z cyklami włączania-wyłączania często są traktowane jako dodatkowe problemy. W ostatnich latach coraz większym zainteresowaniem cieszą się diody luminescencyjne LED. W ich przypadku otrzymane światło składa się z emisji diody w zakresie UV/niebieskim i z żółtej emisji luminoforu, skutkiem czego światło to sprawia wrażenie chłodnego i nieprzyjemnego światła białego. Ponadto widma takich świetlówek lub LED są często złożone z dyskretnych linii emisyjnych i pomimo wielu wysiłków, białe światło wytwarzane przez te źródła światła nie jest zadowalające.

Przedmiotem wynalazku jest źródło szerokopasmowego światła białego wytwarzanego na matrycach tlenkowych domieszkowanych jonami lantanowców wzbudzanego promieniowaniem podczerwonym. Widmo emisji opracowanego wynalazku składa się z jednego szerokiego pasma pokrywającego cały zakres promieniowania widzialnego. Dzięki temu źródło to najlepiej z obecnie dostępnych źródeł światła białego odwzorowuje widmo promieniowania słonecznego. Barwa tak uzyskanego światła jest „ciepłym” światłem białym. Przez co pozytywnie wpływa na nastrój osób pracujących przy tego typu świetle. Dodatkowo opisywane źródło cechuje wysoki współczynnik oddawania barw (ang. colour rendering index, CRI) wynoszący maksymalną możliwą wartość 100, dzięki czemu barwa przedmiotów oświetlonych tego typu światłem jest odwzorowana podobnie jak przy oświetleniu słonecznym. W odróżnieniu od emisji generowanej w klasycznych żarówkach nasz wynalazek nie emituje promieniowania w zakresie podczerwieni co znacząco wpływa na jego energooszczędność i wydajność emisji.

Biorąc pod uwagę wszystkie zalety opisywanego źródła światła białego może być ono wykorzystane zarówno w zastosowaniach przemysłowych do oświetlenia hal produkcyjnych, sklepów galerii handlowych gdzie odwzorowanie kolorów oraz wpływ oświetlenia na nastrój osób przy nim pracujących jest szczególnie istotne jak również do zastosowań specjalistycznych jak lampy chirurgiczne oświetlenie samochodowe itd. Jednym z najważniejszych potencjalnych zastosowań są systemy oświetlenia domowego.

Potencjał komercjalizacji

Wysoki współczynnik oddawania barw, wysoka energooszczędność i wydajnością emisji, które charakteryzują skonstruowane przez nas źródło światła białego sprawiają, że posiada ono wysoki potencjał aplikacyjny w szeroko rozumianym rynku oświetleniowym. Opisywane źródło światła białego może zostać zastosowane w oświetleniu domowym wchodzącym w skład tzw. systemów inteligentnych domów. Ponadto szczególnie istotną gałęzią odbiorców opisywanego wynalazku mogą być sklepu i galerie handlowe. Dodatkowo dzięki zaprojektowanej konstrukcji urządzenia dla oświetlenia kierunkowego źródło światła białego mogłoby być wykorzystane do zastosowań specjalistycznych takich jak oświetlenie samochodowe i lampy chirurgiczne.