PL233156B1 - Źródło szerokopasmowego światła białego generowane na włóknach wolframowych, wzbudzane promieniowaniem laserowym - Google Patents
Źródło szerokopasmowego światła białego generowane na włóknach wolframowych, wzbudzane promieniowaniem laserowymInfo
- Publication number
- PL233156B1 PL233156B1 PL423243A PL42324317A PL233156B1 PL 233156 B1 PL233156 B1 PL 233156B1 PL 423243 A PL423243 A PL 423243A PL 42324317 A PL42324317 A PL 42324317A PL 233156 B1 PL233156 B1 PL 233156B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- white light
- lens
- light source
- glass chamber
- tungsten
- Prior art date
Links
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 70
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 title claims description 57
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 title claims description 56
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims description 18
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title claims description 17
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 37
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 5
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 2
- 239000001307 helium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052743 krypton Inorganic materials 0.000 claims description 2
- DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N krypton atom Chemical compound [Kr] DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 10
- -1 rare earth ions Chemical class 0.000 description 4
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 4
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 3
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 208000003464 asthenopia Diseases 0.000 description 1
- 230000004456 color vision Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000004438 eyesight Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 229910001428 transition metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
Landscapes
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Discharge Lamp (AREA)
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest źródło szerokopasmowego światła białego generowanego na włóknach wolframowych, wzbudzane promieniowaniem laserowym.
W stanie techniki znane są emitujące światło białe konwencjonalne lampy żarowe, gdzie elementem emitującym światło jest włókno wolframu. Tradycyjna żarówka zbudowana jest ze szklanej komory (próżniowej lub wypełnionej gazem obojętnym tj. argon czy azot), wewnątrz której umieszczone jest włókno wolframowe. Pod wpływem przepływającego przez wolframowy drut prądu elektrycznego włókno wolframowe rozgrzewa się do temperatury rzędu 2-3 tysiące stopni Celsjusza, emitując jednocześnie światło. Niekorzystną cechą lamp żarowych jest niska sprawność energetyczna rzędu 5%, wynikająca ze strat na skutek emisji ciepła. Wadą tego typu żarówek jest także ich mała skuteczność świetlna, rzędu 12 l/W [lumenów/Wat].
Mimo, że zwykła żarówka ma współczynnik odwzorowania kolorów (CRI) równy 100, nie jest ona źródłem światła idealnie odwzorowującym kolory. Na przykład zwykła żarówka bardzo źle odwzorowuje kolor niebieski, co powoduje brak możliwości odróżniania kolorów o zbliżonej barwie. Mimo tego przyjęto jako standard, że dla zwykłej żarówki współczynnik odwzorowania kolorów CRI wynosi 100.
W stanie techniki znane są również metody, gdzie światło białe generowane jest nie p oprzez rozgrzewanie materiału aktywnego do wysokich temperatur, jak to ma miejsce w zwykłej żarówce. Na przykład do emisji światła białego wykorzystuje się jako element optycznie aktywny matryce wykonane z luminoforów domieszkowanych jonami ziem rzadkich, które wzbudza się promieniowaniem w zakresie ultrafioletu. Po wzbudzeniu dyskretne linie z zakresu niebieskiego, zielonego oraz czerwonego tworzą razem białą barwę emitowanego światła. Inne rozwiązania wykorzystują luminofory domieszkowane jonami ziem rzadkich, które po wzbudzeniu konwertują światło z zakresu niebieskiego na szerokopasmową białą emisję.
W zgłoszeniu patentowym P.408282 ujawniono sposób generowania szerokopasmowego światła białego przy wzbudzeniu skupioną wiązką lasera podczerwonego, gdzie ośrodkiem aktywnym były matryce tlenkowe domieszkowane jonami ziem rzadkich o wysokim stężeniu jonów domieszki.
W obecnie stosowanych rozwiązaniach znanych w stanie techniki do uzyskiwania światła białego przede wszystkim stosuje się metody bazujące na wykorzystaniu luminoforów organicznych wzbudzanych w zakresie ultrafioletowym (UV) oraz matryce bazujące na fosforach nieorganicznych domieszkowanych jonami metali przejściowych bądź metali jonów ziem rzadkich.
Celem niniejszego wynalazku jest dostarczenie źródła światła białego, o szerokim spektrum promieniowania w zakresie światła widzialnego i stabilnej barwie przez cały okres użytkowania źródła oraz współczynniku oddawania barw, który nie będzie powodował zniekształcenia w postrzeganiu kolorów i zmęczenia wzroku osoby pracującej przy oświetleniu wykorzystującym tego rodzaju źródło światła, gdzie źródło światła białego zachowuje ciągłość świecenia również w przypadku naruszenia ciągłości włókna wolframowego.
Stosowane w niniejszym opisie w liczbach pojedynczych pojęcia dioda IR lub soczewka, o ile z kontekstu nie wynika inaczej, odnoszą się również do liczby mnogiej.
Istotą rozwiązania według wynalazku jest źródło światła białego zbudowane z wypełnionej gazem obojętnym transparentnej komory szklanej wewnątrz której umieszczony jest element aktywny optycznie w postaci rozciągniętego pomiędzy elektrodami włókna wolframowego charakteryzujące się tym, że dodatkowo zawiera układ wzbudzenia zawierający źródło zasilania 7 oraz przynajmniej jedną diodę IR 4 i przynajmniej jedną soczewkę 5, przy czym układ wzbudzenia stanowi osobny element znajdujący się poza obrębem komory szklanej 1, w jej bezpośrednim sąsiedztwie lub układ wzbudzenia znajduje się wewnątrz szklanej komory 1 i wraz z pozostałymi elementami źródła światła białego tworzy kompaktowe urządzenie świetlne.
Korzystnie, w pierwszym z wariantów wynalazku źródło światła białego składa się z dwóch elementów, gdzie element pierwszy stanowi transparentna komora szklana 1, wewnątrz której w podstawie trzpienia umieszczone są dystalnie do wnętrza komory szklanej 1 dwie elektrody 3, między którymi rozciągnięte jest włókno wolframowe 2, natomiast układ wzbudzenia stanowi element drugi, który składa się z tubusa 6 wewnątrz którego w części czołowej znajduje się soczewka 5, za którą umieszczona jest dioda IR 4, gdzie dioda IR 4 połączona jest ze źródłem zasilania 7, przy czym oba elementy znajdują się w bezpośrednim sąsiedztwie, tak, że włókno wolframowe 2 znajduje się w ognisku soczewki 5, a odległość między soczewką 5, a włóknem wolframowym 2 wynosi nie więcej niż 10 cm.
PL 233 156 B1
Korzystnie, w drugim wariancie wynalazku, źródło światła białego składa się z transparentnej komory szklanej 1, wewnątrz której w podstawie trzpienia znajdują się źródło zasilania 7 oraz umieszczone dystalnie do wnętrza komory szklanej 1 dwie elektrody 3, między którymi rozciągnięte jest włókno wolframowe 2 oraz w podstawie trzpienia komory szklanej 1, między elektrodami 3 umiejscowiony jest układ wzbudzenia składający się z diody IR 4, nad którą znajduje się soczewka 5, przy czym włókno wolframowe 2 znajduje się w ognisku soczewki 5, a odległość między soczewką 5, a włóknem wolframowym 2 wynosi nie więcej niż 10 cm.
Korzystnie, w źródle światła białego według pierwszego i drugiego wariantu wynalazku odległość między soczewką 5, a włóknem wolframowym 2 wynosi od 2 do 5 cm, korzystniej od 2 do 3 cm.
Korzystnie, w innym wariancie wynalazku, źródło światła białego składa się z transparentnej komory szklanej 1, w której na każdym z końców znajduje się tubus 6 zawierający diodę IR 4 oraz skierowaną do części środkowej komory 1 soczewkę 5, gdzie w części środkowej komory 1 znajduje się włókno wolframowe 2, rozciągnięte między dwoma elektrodami 3 oraz jeden z końców komory szklanej 1 połączony jest ze źródłem zasilania 7, przy czym włókno wolframowe 2 znajduje się w ognisku każdej z soczewek 5, a odległość między każdą z soczewek 5 a włóknem wolframowym 2 wynosi nie więcej niż 10 cm, korzystnie nie więcej niż 5 cm, korzystniej nie więcej niż 1 cm.
W źródle światła białego według wynalazku komora szklana 1 wypełniona jest gazem obojętnym wybranym z grupy obejmującej argon, azot, hel, krypton lub mieszaniny tych gazów.
W zależności od wariantu rozwiązania źródło światła białego według wynalazku może zawierać jedną, dwie lub więcej laserowych diod IR.
Obecność dodatkowego układu wzbudzenia w źródle światła białego według wynalazku powoduje, iż sprawność świetlna źródła światła białego wynosi 50-70%, a więc ponad dziesięciokrotnie więcej w porównaniu do tradycyjnych żarówek.
Ponadto, dodatkowy układ wzbudzenia zapewnia zachowanie ciągłości świecenia, nawet po przerwaniu ciągłości włókna wolframowego. Emisja świetlna włókna wolframowego 2, wstępnie zainicjowana przez przepływający przez elektrody 3 prąd, jest podtrzymywana przez diodę IR 4 generującą promieniowanie o długości fali w zakresie 800-1000 nm. Zatem korzystną cechą rozwiązania według wynalazku, gdzie źródło światła białego stanowi połączenie emisji świetlnej świetlówki żarowej indukowanej przez prąd elektryczny oraz diodę IR 4, jest to, że zachowana jest ciągłość świecenia źródła światła także w przypadku uszkodzenia (pęknięcia) włókna wolframowego 2, uniemożliwiającego przepływ prądu.
Źródło światła białego według wynalazku charakteryzuje się niskim progiem emisji, a intensywność emisji wzrasta wykładniczo wraz ze wzrostem mocy wzbudzenia włókna wolframowego 2. Wykorzystanie w rozwiązaniu według wynalazku dodatkowego układu wzbudzenia zwiększa wydajność włókna wolframowego 2. W trakcie prac badawczo-rozwojowych nad wynalazkiem przypadku, gdy w tradycyjnej żarówce przez włókno wolframowe 2 przepływał prąd o mocy 20 W intensywność emisji wyniosła 200 lumenów, natomiast po zastosowaniu takiej samej mocy 20 W w źródle światła białego według wynalazku, intensywność emisji wyniosła 550 lumenów, i to już po zastosowaniu układu wzbudzenia z jedną diodą IR 4 i soczewką 5.
W eksperymentach przeprowadzonych przez Twórców wynalazku, w przypadku włókna wolframowego o grubości 35 μm (takiego jak stosowane w tradycyjnych żarówkach), strumień świetlny źródła światła białego według wynalazku, po wzbudzeniu diodą IR o mocy 1W wyniósł 20 lumenów, osiągając skuteczność świetlną rzędu 20 Im/W, natomiast po wzbudzeniu diodą IR o mocy 2W wyniósł 200 lumenów, osiągając skuteczność świetlną rzędu 100 Im/W.
W trakcie prac nad wynalazkiem okazało się, że intensywność emisji światła białego źródła światła białego według wynalazku można regulować poprzez zmianę mocy światła diody IR 4, jak i również poprzez zmianę odległości pomiędzy soczewką (soczewkami) 5 a włóknem wolframowym 2. Przy czym maksymalną skuteczność świetlną źródła światła białego według wynalazku uzyskano, gdy drut wolframowy 2 znajdował się w ognisku soczewki 5. Rozogniskowanie układu o 10% powoduje ponad 100 krotny spadek intensywności świetlnej.
Przedmiotem wynalazku jest również sposób generowania światła białego realizowane przez źródło światła białego według wynalazku, gdzie elektrody 3 zasila się prądem zmiennym o częstotliwości 230 V oraz jednocześnie za pomocą przynajmniej jednej diody IR 4 generuje się wiązkę promieniowania o długości fali zakresie bliskiej podczerwieni 800-1000 nm, którą za pomocą soczewki 5 kieruje się na włókno wolframowe 2, powodując jego wzbudzenie i emisję światła białego o współczynniku CRI powyżej 98 i sprawności świetlnej rzędu 50-70%
PL 233 156 B1
Korzystnie, w sposobie według wynalazku stosuje się przynajmniej jedną diodę IR 4 do generowania wiązki promieniowania o długości fali zakresie 808-980 nm.
Światło generowane przez źródło światła białego według wynalazku charakteryzuje się wysokim współczynnikiem oddawania barw (CRI) powyżej 98, rozciągając się szerokopasmowo od zakresu bliskiego ultrafioletu (370 nm) do podczerwieni (900 nm) z maksimum przy 600 nm, tak więc oświetlone przez źródło światła białego według wynalazku kolory odbierane są przez obserwatora są zgodne z ich rzeczywistą barwą. Powoduje to również zmniejszenie zmęczenia oczu osoby pracującej w pomieszczeniu oświetlanym przez źródło światła według wynalazku.
Źródło światła według wynalazku może znaleźć szerokie zastosowanie w przemyśle, budownictwie, architekturze, gdzie wymagane jest zastosowanie bezawaryjnych, energooszczędnych źródeł światła zwłaszcza tam, gdzie źródło światła poddawane jest drganiom mogącym spowodować przerwanie ciągłości drutu wolframowego. Przedmiotowe rozwiązanie ze względu na wysoką sprawność diody laserowej 50-70% cechuje się niskim poborem mocy (energooszczędność), jak również charakterystyką spektralną (szerokie pasmo emisji pokrywające cały zakres promieniowania widzialnego) może zastąpić obecnie wykorzystywane świetlówki, diody LED etc.
Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony na rysunkach przedstawiających urządzenie według wynalazku w widoku w przekroju pionowym, gdzie:
fig. 1 przedstawia pierwszy z wariantów wynalazku, gdzie źródło światła białego składa się z dwóch elementów, gdzie element pierwszy stanowi transparentna komora szklana 1, wewnątrz której w podstawie trzpienia umieszczone są dystalnie do wnętrza komory szklanej 1 dwie elektrody 3, między którymi rozciągnięte jest włókno wolframowe 2, natomiast układ wzbudzenia stanowi element drugi, który składa się z tubusa 6 wewnątrz którego w części czołowej znajduje się soczewka 5, za którą umieszczona jest dioda IR 4, gdzie dioda IR 4 połączona jest ze źródłem zasilania 7, przy czym oba elementy znajdują się w bezpośrednim sąsiedztwie, tak, że włókno wolframowe 2 znajduje się w ognisku soczewki 5 w pewnej odległości;
fig. 2 przedstawia innym wariant wynalazku, z dwoma diodami 4 i soczewkami 5, gdzie źródło światła białego składa się z transparentnej komory szklanej 1, w której na każdym z końców znajduje się tubus 6 zawierający diodę IR 4 oraz skierowaną do części środkowej komory 1 soczewkę 5, gdzie w części środkowej komory 1 znajduje się włókno wolframowe 2, rozciągnięte między dwoma elektrodami 3 oraz jeden z końców komory szklanej 1 połączony jest ze źródłem zasilania 7, przy czym włókno wolframowe 2 znajduje się w ognisku każdej z soczewek 5, w pewnej odległości.
fig. 3 przedstawia drugi wariant wynalazku, gdzie źródło światła białego składa się z transparentnej komory szklanej 1, wewnątrz której w podstawie trzpienia znajdują się źródło zasilania 7 oraz umieszczone dystalnie do wnętrza komory szklanej 1 dwie elektrody 3, między którymi rozciągnięte jest włókno wolframowe 2 oraz w podstawie trzpienia komory szklanej 1, między elektrodami 3 umiejscowiony jest układ wzbudzenia składający się z diody IR 4, nad którą znajduje się soczewka 5, przy czym włókno wolframowe 2 znajduje się w ognisku soczewki 5, w pewnej odległości.
Wynalazek przedstawiono na przykładach wykonania, które nie ograniczają jego zakresu.
P r z y k ł a d 1
W komorze szklanej (jak na fig. 3), na elektrodach umieszczono drut wolframowy o grubości 35 μm. Odległość pomiędzy soczewką a elementem aktywnym optycznie wyniosła 40 mm. Elektrody poddano działaniu prądu zmiennego o napięciu 230V (50 Hz) i mocy 20 W powodując wzbudzenie żarzenia włókna wolframowego oraz jednocześnie poprzez diodę IR generowano wiązkę promieniowania o długości fali 975 nm i mocy 2 W, którą za pomocą soczewki skierowano na włókno wolframowe.
W wyniku wzbudzenia uzyskano światło emisję światła białego o współczynniku CRI wynoszącym 98, wartości strumienia świetlnego 550 Im i skuteczności świetlnej 25 Im/W.
P r z y k ł a d 2
W komorze szklanej (jak na Fig. 2), na elektrodach umieszczono drut wolframowy o grubości 35 μm. Na każdym z końców komory umieszczono diodę IR i soczewkę, odległość pomiędzy soczewkami a elementem aktywnym optycznie wyniosła 25 mm. Wzbudzenia drutu wolframowego dokonano poprzez jednoczesne generowanie przez diody IR wiązek promieniowania o długości fali 808 nm i mocy 2 W każda, które za pomocą soczewek skierowano na włókno wolframowe. W wyniku wzbudzenia uzyskano światło białe o współczynniku CRI wynoszącym 99, wartości strumienia świetlnego 600 Im oraz skuteczności świetlnej 150 Im/W.
PL 233 156 B1
P r z y k ł a d 3
W komorze szklanej (Fig. 2), na elektrodach umieszczono drut wolframowy o grubości 35 μm. Na każdym z końców komory umieszczono diodę IR i soczewkę, odległość pomiędzy soczewkami a elementem aktywnym optycznie wyniosła 30 mm. Wzbudzenia drutu wolframowego dokonano poprzez jednoczesne generowanie przez diody IR wiązek promieniowania o długościach fali 975 nm i mocy odpowiednio 1 W i 2 W, które za pomocą soczewek skierowano na włókno wolframowe oraz przepływ przez elektrody prądu zmiennego o napięciu 230V (50 Hz) i mocy 20W. W wyniku wzbudzenia uzyskano światło białe o współczynniku CRI wynoszącym 98, wartości strumienia świetlnego 600 Im oraz skuteczności świetlnej 26 Im/W.
P r z y k ł a d 4
W komorze szklanej (jak na fig. 1), między elektrodami umieszczono drut wolframowy o grubości 35 μm. Odległość pomiędzy soczewką a elementem aktywnym optycznie wyniosła 40 mm.
Elektrody poddano działaniu prądu zmiennego o napięciu 230V (50 Hz) i mocy 20 W, oraz jednocześnie poprzez diodę IR generowano wiązkę promieniowania o długości fali 808 nm i mocy 2 W, którą za pomocą soczewki skierowano na włókno wolframowe.
W wyniku wzbudzenia uzyskano światło emisję światła białego o współczynniku CRI wynoszącym 98, wartości strumienia świetlnego 400 Im i skuteczności świetlnej 18 Im/W.
P r z y k ł a d 5
W komorze szklanej (jak na fig. 1), na każdej z elektrod umieszczono po jednym odcinku drutu wolframowego, tak, by odcinki nie łączyły się ze sobą (przerwany drut wolframowy) o grubości 35 μm. Odległość pomiędzy soczewką a elementem aktywnym optycznie wyniosła 40 mm.
Przy pomocy diody IR generowano wiązkę promieniowania o długości fali 975 nm i mocy 2 W, którą za pomocą soczewki skierowano na włókno wolframowe.
W wyniku wzbudzenia uzyskano światło emisję światła białego o współczynniku CRI wynoszącym 98, wartości strumienia świetlnego 200 Im i skuteczności świetlnej 100 Im/W.
P r z y k ł a d 6
W komorze szklanej (jak na fig. 3), na elektrodach umieszczono drut wolframowy o grubości 35 μm. Odległość pomiędzy soczewką a elementem aktywnym optycznie wyniosła 40 mm. Elektrody poddano działaniu prądu zmiennego o napięciu 230V (50 Hz) i mocy 20 W powodując wzbudzenie żarzenia włókna wolframowego oraz jednocześnie poprzez diodę IR generowano wiązkę promieniowania o długości fali 975 nm i mocy 2W, którą za pomocą soczewki skierowano na włókno wolframowe.
W wyniku wzbudzenia uzyskano światło emisję światła białego o współczynniku CRI wynoszącym 98, wartości strumienia świetlnego 550 Im i skuteczności świetlnej 25 Im/W.
Zachowując takie warunki wzbudzenia źródło światła poddano działaniu drgań mechanicznych, które spowodowały przerwanie ciągłości włókna wolframowego. Nie zaobserwowano przerwania emisja świetlnej, źródło światła nadal świeciło światłem białym współczynniku CRI wynoszącym 98, i wartości strumienia świetlnego 200 Im oraz skuteczności świetlnej 100 Im/W.
P r z y k ł a d 7
W komorze szklanej (jak na fig. 1) w formie kwarcowej komory, na elektrodach umieszczono dwa odcinki drutu wolframowego (przerwany drut wolframowy) o grubości 35 μm. Odległość pomiędzy soczewką a elementem aktywnym optycznie wyniosła 40 mm.
Przy pomocy diody IR generowano wiązkę promieniowania o długości fali 808 nm i mocy 2W, którą za pomocą soczewki skierowano na włókno wolframowe.
W wyniku wzbudzenia uzyskano emisję światła białego o współczynniku CRI wynoszącym 98, wartości strumienia świetlnego 200 Im i skuteczności świetlnej 100 Im/W.
Następnie dokonano zmniejszenia dystansu pomiędzy soczewką, a włóknem wolframowym do 25 mm, przy czym włókno wolframowe nadal znajdowało się w ognisku soczewki. Przy zastosowaniu takich samych warunków wzbudzenia uzyskano emisję światła białego o współczynniku CRI wynoszącym 98, wartości strumienia świetlnego 300 Im i skuteczności świetlnej 150 Im/W.
Porównanie parametrów źródła światła białego według wynalazku i innymi typami oświetlenia ze stanu techniki zostały przedstawione w tabeli 1.
PL233 156 Β1
Tabela 1. Porównanie parametrów różnych typów oświetlenia ze źródłem światła białego według wynalazku (przykład 2).
Parametry | Wynalazek (Przykład 2) | Diody LED | Świetlówki | Tradycyjne żarówki |
Oczekiwana żywotność żarówki | 20 000 | 50 000 | 10 000 | 1200 |
Pobór mocy dla światłości 600 Im | 4 | 6 | 5 | 60 |
Efektywność świetlna (Im/W) | 150 | 100 | 40 | 10 |
Zastrzeżenia patentowe
Claims (9)
1. Źródło światła białego zbudowane z wypełnionej gazem obojętnym transparentnej komory szklanej wewnątrz której umieszczony jest element aktywny optycznie w postaci rozciągniętego pomiędzy elektrodami włókna wolframowego znamienne tym, że dodatkowo zawiera układ wzbudzenia zawierający źródło zasilania (7) oraz przynajmniej jedną diodę IR (4) i przynajmniej jedną soczewkę (5), przy czym układ wzbudzenia stanowi osobny element znajdujący się poza obrębem komory szklanej (1), w jej bezpośrednim sąsiedztwie lub układ wzbudzenia znajduje się wewnątrz szklanej komory (1) i wraz z pozostałymi elementami źródła światła białego tworzy kompaktowe urządzenie świetlne.
2. Źródło światła białego według zastrz. 1, znamienne tym, że składa się z dwóch elementów, gdzie element pierwszy stanowi transparentna komora szklana (1), wewnątrz której w podstawie trzpienia umieszczone są dystalnie do wnętrza komory szklanej (1) dwie elektrody (3), między którymi rozciągnięte jest włókno wolframowe (2), natomiast układ wzbudzenia stanowi element drugi, który składa się z tubusa (6) wewnątrz którego w części czołowej znajduje się soczewka (5), za którą umieszczona jest dioda IR (4), gdzie dioda IR (4) połączona jest ze źródłem zasilania (7), przy czym oba elementy znajdują się w bezpośrednim sąsiedztwie, tak, że włókno wolframowe (2) znajduje się w ognisku soczewki (5), a odległość między soczewką (5) a włóknem wolframowym (2) wynosi nie więcej niż 10 cm.
3. Źródło światła białego według zastrz. 1, znamienne tym, że składa się z transparentnej komory szklanej (1), wewnątrz której w podstawie trzpienia znajduje się źródło zasilania (7) oraz umieszczone dystalnie do wnętrza komory szklanej (1) dwie elektrody (3), między którymi rozciągnięte jest włókno wolframowe (2) oraz w podstawie trzpienia komory szklanej (1), między elektrodami (3) umiejscowiony jest układ wzbudzenia składający się z diody IR (4), nad którą znajduje się soczewka (5), przy czym włókno wolframowe (2) znajduje się w ognisku soczewki (5), a odległość między soczewką (5) a włóknem wolframowym (2) wynosi nie więcej niż 10 cm.
4. Źródło światła białego według zastrz. 2-3, znamienne tym, że odległość między soczewką (5) a włóknem wolframowym (2) wynosi od 2 do 5 cm, korzystniej od 2 do 3 cm.
5. Źródło światła białego według zastrz. 1, znamienne tym, że składa się z transparentnej komory szklanej (1), w której na każdym z końców znajduje się tubus (6) zawierający diodę IR (4) oraz skierowaną do części środkowej komory (1) soczewkę (5), gdzie w części środkowej
PL 233 156 B1 komory (1) znajduje się włókno wolframowe (2), rozciągnięte między dwoma elektrodami (3), oraz jeden z końców komory szklanej (1) połączony jest ze źródłem zasilania (7), przy czym włókno wolframowe (2) znajduje się w ognisku każdej z soczewek (5), a odległość między każdą z soczewek (5) a włóknem wolframowym (2) wynosi nie więcej niż 10 cm, korzystnie nie więcej niż 5 cm, korzystniej nie więcej niż 1 cm.
6. Źródło światła białego według któregokolwiek z poprzednich zastrzeżeń znamienne tym, że komora szklana (1) wypełniona jest gazem obojętnym wybranym z grupy obejmującej argon, azot, hel, krypton lub mieszaniny tych gazów.
7. Źródło światła białego według któregokolwiek z poprzednich zastrzeżeń znamienne tym, że skuteczność świetlna źródła światła białego wynosi ponad 100 Im/W.
8. Sposób generowania światła białego realizowany przez źródło światła białego według któregokolwiek z poprzednich zastrzeżeń, gdzie elektrody (3) zasila się prądem zmiennym o częstotliwości 230 V oraz jednocześnie za pomocą przynajmniej jednej laserowej diody IR (4) generuje się wiązkę promieniowania o długości fali zakresie bliskiej podczerwieni 800-1000 nm, którą za pomocą soczewki (5) kieruje się na włókno wolframowe (2), powodując jego wzbudzenie i emisję światła białego o współczynniku CRI powyżej 98 i sprawności świetlnej rzędu 50-70%.
9. Sposób generowania światła białego według zastrz. 8, znamienny tym, że za pomocą przynajmniej jednej laserowej diody IR (4) generuje się wiązkę promieniowania o długości fali w zakresie 808-980 nm.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL423243A PL233156B1 (pl) | 2017-10-23 | 2017-10-23 | Źródło szerokopasmowego światła białego generowane na włóknach wolframowych, wzbudzane promieniowaniem laserowym |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL423243A PL233156B1 (pl) | 2017-10-23 | 2017-10-23 | Źródło szerokopasmowego światła białego generowane na włóknach wolframowych, wzbudzane promieniowaniem laserowym |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
PL423243A1 PL423243A1 (pl) | 2019-05-06 |
PL233156B1 true PL233156B1 (pl) | 2019-09-30 |
Family
ID=66341857
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PL423243A PL233156B1 (pl) | 2017-10-23 | 2017-10-23 | Źródło szerokopasmowego światła białego generowane na włóknach wolframowych, wzbudzane promieniowaniem laserowym |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
PL (1) | PL233156B1 (pl) |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2675502A (en) * | 1951-12-20 | 1954-04-13 | Kenton D Mcmahan | Incandescent lamp |
US5245623A (en) * | 1991-12-02 | 1993-09-14 | Hughes Aircraft Company | Infrared-to-visible upconversion display system and method operable at room temperature |
JPH10162615A (ja) * | 1996-11-29 | 1998-06-19 | Iwasaki Electric Co Ltd | シールドビーム形メタルハライドランプ |
PL223975B1 (pl) * | 2014-05-21 | 2016-11-30 | Inst Niskich Temperatur I Badań Strukturalnych Polskiej Akademii Nauk Im Włodzimierza Tr | Źródło szerokopasmowego światła białego generowanego na matrycach tlenkowych wysoko domieszkowanych jonami metali ziem rzadkich, wzbudzanego promieniowaniem podczerwonym |
-
2017
- 2017-10-23 PL PL423243A patent/PL233156B1/pl unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
PL423243A1 (pl) | 2019-05-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11085602B2 (en) | LED filament lamp of candle light appearance | |
CA2285507C (en) | Phosphorous fluorescent light assembly excited by light emitting diodes | |
US8616715B2 (en) | Remote light wavelength conversion device and associated methods | |
CN112424526B (zh) | Led丝灯 | |
KR20080009336A (ko) | 시력 보호 기능을 가진 컴팩트 형광램프용 아답터 | |
JP2011519159A (ja) | 発光装置 | |
US12018804B2 (en) | LED filament lamp of candle light appearance | |
US12181113B2 (en) | RGB LED architecture for color controllable LED filament | |
Hecht | Changing the lights: Are LEDs ready to become the market standard? | |
JP2008268757A (ja) | 照明器具用光学フィルタ及びそれを備えた照明器具 | |
PL233156B1 (pl) | Źródło szerokopasmowego światła białego generowane na włóknach wolframowych, wzbudzane promieniowaniem laserowym | |
EP3146014B1 (en) | Source of broadband white light generated on oxide matrices highly doped with rare earth ions, excited by infrared radiation | |
US20150036337A1 (en) | Laser-driven white lighting system for high-brightness applications | |
US20060164832A1 (en) | Jewelry lamp | |
US12140276B2 (en) | RGB architecture for color controllable LED filament | |
Moreno | Color tunable hybrid lamp: LED-incandescent and LED-fluorescent | |
Zukauskas et al. | Solid state lighting | |
Cengiz | Efficiency relationship of LED parameters in solid state lighting | |
Dubey et al. | LED-based Extended White Light Source to Reduce the Heating Effect on YAG: Ce+ 3 Phosphor | |
Hess et al. | Plasma Light Sources‐Present and Future | |
Chikhale | A Comparative Study: Impact of Different Artificial Light Sources on Human Being | |
EP4085734A1 (en) | Lighting device | |
Pyatnitsa et al. | Comparative analysis of consumptional properties for various types of household lamps | |
Malacara | Incoherent Light Sources H. Zacarı´ as Malacara | |
US20090134763A1 (en) | 3-Way parabolic reflector lamp |