Первые светодиоды: История светодиодов или с чего все начиналось? — Светал

История светодиодов или с чего все начиналось? — Светал

История светодиодов или с чего все начиналось?

На сегодняшний день светодиоды являются самым современным источником света, применяемым практически повсеместно. Область применения мощных светодиодов очень широка: от декоративной подсветки внутри помещения до освещения улиц, тоннелей и магистралей. Светодиоды с успехом применяются также и в сфере жилищно-коммунального хозяйства (ЖКХ).

Такое широкое применение связано с высокой энергоэффективностью данного источника света — минимальное потребление электроэнергии при максимальной световой отдаче. В настоящее время имеется информация, что одним из мировых производителей мощных осветительных светодиодов в лабораторных условиях достигнуты показатели 250 Лм/Вт, а в световых приборах уже используются светодиоды со световой отдачей до 180 Лм/Вт. Ни один из традиционных источников света не может на сегодняшний день похвастаться подобными показателями энергоэффективности.

Итак, давайте же разберемся что такое светодиоды, какие они бывают и чем отличаются. Начнем с определения понятия светодиод или светоизлучающий диод (англ. light-emitting diode он же LED) — это полупроводниковый прибор, преобразующий электрический ток непосредственно в световое излучение. Светодиод состоит из полупроводникового кристалла на подложке, корпуса с контактными выводами и оптической системы. Современные светодиоды мало похожи на первые корпусные светодиоды, применявшиеся для индикации.

Официальным «днём рождения» светодиода можно считать 1961 год, именно тогда Роберт Байард и Гари Питтман из компании Texas Instruments открыли и запатентовали технологию инфракрасного светодиода. Первый в мире практически применимый светодиод, работающий в световом (красном) диапазоне, разработал Ник Холоньяк в Университете Иллинойса для компании General Electric в 1962 году и именно он считается «отцом современного светодиода». В 1976 году Т. Пирсол создал первый в мире высокоэффективный светодиод высокой яркости для телекоммуникационных применений.

Очень долгое время развитию светодиодов в широком применении препятсвовала очень высокая цена, которая доходила до 200 $ за 1 шт. В начале 1990-х Исама Акасаки, работавший вместе с Хироси Амано в университете Нагоя, а также Сюдзи Накамура, работавший в то время исследователем в японской корпорации Nichia Chemical Industries, смогли изобрести дешевый синий светодиод (LED). За открытие дешевого синего светодиода им троим была присуждена Нобелевская премия по физике в 2014 г. Синий светодиод, в сочетании с зеленым и красным, дает белый свет с высокой энергетической эффективностью, что позволило в дальнейшем создать, среди прочего, светодиодные лампы и экраны со светодиодной подсветкой.

В 2003 году, компания Citizen Electronics первой в мире произвела светодиодный модуль по запатентованной технологии непосредственно вмонтировав кристалл от Nichia на алюминиевую подложку с помощью диэлектрического клея по технологии Chip-On-Board («Чип на плате») или COB — технология монтажа микросхем и полупроводниковых приборов, при которой чип кристалла монтируют (приклеивают или непосредственно впаивают) в печатную плату, и при необходимости, заливают компаундом для защиты от внешних воздействий.

Таким образом, на сегодняшний день технология COB (Chip-on-board) является наиболее современной в области светодиодов и находит своей широкое применение, в том числе в уличных и промышленных светодиодных светильниках производства ООО «НПО «СВЕТАЛ».

Светодиодные лампы. История и современность. shop220.ru

  В настоящее время бешеными темпами набирают популярность светодиодные лампы. С каждым днём они становятся всё более востребованными. Попытаемся разобраться с вопросом о том, чем же так хороши эти источники света? Поговорить об из недостатках, конечно же, тоже забывать не будем. Но для начала немного истории появления светодиодных ламп.

                                     История создания светодиодных ламп

  Первое открытие, которое привело к появлению светодиодных ламп, было зафиксировано в 1907г. инженером из Англии Х.Д. Раундом. Причём, сделано это было абсолютно случайно. Раунд заметил, что вокруг детектора, с которым он работал, возникает свечение точечного контакта.

  Дальнейшее развитие светодиоды получили в 1922 г. И серьёзно подошел к этому вопросу советский радиолюбитель 18-ти летний Олег Владимирович Лосев, который после многих экспериментов достиг внушительных положительных результатов. К сожалению этот изобретатель погиб в 1942 г. Но он успел получить четыре патента на практическое применение своих изобретений.

  На основе «эффекта Лосева» в 1951 г. Курт Леговец, при участии физика В. Шокли, произвёл исследования по эффективным материалам для создания данного источника света. Их работа стала фундаментом новой отрасли – оптоэлектроники, появившейся в 1961 г.

  Первые промышленные светодиоды в 1962 г. создал работник компании «Дженерал Электрик» Н. Холоньяк. Это были устройства с желто-зеленым и красным свечением.

  В 70 — е годы ХХ века академиком Ж.И. Алфёровым было открыто явление сверхинжекции в гетеростуктурах. Вследствие этого им были разработаны новые полупроводниковые структуры. Исследования в этой области позволило создать целое направление в науке — гетеропереходы в полупроводниках. За свои труды в развитии физики Алфёров со временем был номинирован на Нобелевскую премию, которую и получил.

  В 1972 Джоржд Крафорд, который учился у Н. Холоньяка в 10-ки раз усовершенствовал красный и красно-оранжевый светодиод, тем самым открыл их жёлтый аналог.

  Чуть позже, в 1993 году Суджи Накамура, работник корпорации «Ничиа», добился высокого значения яркости у светодиода синего цвета, что позволило комбинировать его с другими устройствами и получать оттенки любого света.

  В 2000 — х годах «белые» светодиоды имели уже достаточно хорошую степень яркости для того, чтобы выпускать их в массовом количестве для всего сегмента рынка.

  Теперь поговорим о современных светодиодных лампах — что они из себя представляют, в чём их особенности, где применяют, какими характеристиками они обладают, об их достоинствах и недостатках.

  Светодиодная лампа — это многокомпонентный прибор, при изготовлении которого не используют опасные вещества. За счёт чего он абсолютно безопасен. Конструкция лампы не очень сложная. То, что излучает свет — называют монокристаллом. Устанавливают его в металлической чашечке, которая является отражателем, потом заливают всё пластиком и светодиод готов.

  Основной особенностью светодиодов является хорошая экономичность. При потребляемой мощности в 8 — 10 Вт он работает аналогично классической лампы накаливания, обладающей мощностью 100 Вт. Светодиодное устройство компактно, долговечно и способно на очень длительное время работы.

  В настоящее время светодиодные лампы активно вытесняют другие источники света, во всех областях, где применяют осветительные приборы. К основным характеристикам данных ламп можно отнести светосилу, мощность и спектр свечения. Рассмотрим вопрос о том, из-за чего светодиод оставляет далеко позади всех своих конкурентов.

  Самый главный параметр, который обеспечивает подавляющее превосходство светодиодных ламп над другими источниками освещения — это экономичность и очень низкое энергопотребление. При этом светят подобные лампы не хуже своих аналогов.

  К достоинствам светодиодных ламп относятся, также, долговечность работы, точнее длительный срок безотказной службы и отсутствие бьющихся хрупких элементов в их конструкции.
Данные лампы могут прекрасно работать при достаточно низких температурах, но вот высоких температур они боятся, поэтому устанавливать их в бане или сауне не рекомендуется. Светодиодные лампы совершенно не греются и могут использоваться для подсветки каких-либо предметов.

  Теперь пришло время упомянуть недостатки светодиодных ламп. Основной причиной, по которой многие люди отказываются от скорейшего перевода всех своих домашних осветительных приборов на работу со светодиодными лампами является достаточно высокая стоимость последних. Но на производственных объектах и в офисных центрах уже давно осуществляют замену старых источников света на эти лампы. Это объясняется тем, что по сравнению с квартирой экономия на энергозатратах в таких масштабах окупает стоимость светодиодных ламп достаточно быстро.

  На этом можно подвести определённые итоги. Стоит ли бежать в магазин и закупать светодиодные лампы? Ответ на этот вопрос можно оставить на усмотрение лично каждого. Если не слишком пугает её цена, то установив один раз светодиодную лампу, можно на долго забыть о том, что такое замена сгоревшей лампы. В этом случае останется лишь одна проблема — периодически протирать люстру и светильники от осевшей на них пыли.

  И ещё один момент – не стоит приобретать светодиодную лампу, которая была изготовлена неизвестным производителем и продаётся по довольно низкой цене. Ничего хорошего из этой экономии не получится – лампа очень скоро выйдет из строя.

Светодиод. История развития

Светодиоды прочно и бесповоротно вошли в нашу жизнь. Они окружают нас везде. И если в качестве мощного источника света для освещения, например, дома светодиоды употребляются пока не так уж часто, то представить в качестве индикатора что-то другое кроме светодиода совершенно уже невозможно. И, что наиболее любопытно, чрезвычайно интенсивное развитие светодиодов идет полным ходом – то, что было просто немыслимо считанные годы назад, сейчас привычная реальность (например, чрезвычайно мощные и эффективные яркие светодиоды). И то ли еще будет… Но давайте обо всем по порядку.

Светодиод – это полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом, который при пропускании через него тока в прямом направлении начинает излучать свет. Свет излучается в результате одного из типов явления под названием «электролюминесценция». Возбужденные электроны рекомбинируют с дырками в полупроводнике с выделением энергии в виде света. Получается, что свет образуется напрямую из электрического тока. Это очень важно, если мы говорим об источнике света и нам важна эффективность преобразования тока в свет. Этим светодиод выгодно отличается от лампы накаливания, где свет это, по сути, побочный продукт нагрева металлической нити до высоких температур.

Электролюминесцентное свечение

Свет, излучаемый светодиодом, находится в узком диапазоне спектра, другими словами, кристалл светодиода излучает конкретный цвет. И если необходимо свечение в широком диапазоне спектра (например, нужен белый свет), то, чаще всего, используется люминофор, который поглощает синий или ультрафиолетовый «родной» свет светодиода и сам светится белым.

Первое известное сообщение о свечении твердотельных диодов относится к 1907 году. Британский ученый Генри Раунд открыл и описал явление электролюминесценции – он наблюдал желтое, зеленое и оранжевое свечение на катоде при прохождении тока через пару металл-карбид кремния. В то время еще не было даже термина «диод», а до открытия p-n-перехода в полупроводнике оставалось еще лет 30. Поэтому Генри Раунд понять природу открытого им явления не мог.

Советский физик Олег Лосев в 1923 году повторил эксперименты Раунда, опубликовал свои наблюдения и получил несколько авторских свидетельств. Он предлагал использовать исследуемые им явления для производства малогабаритных твердотельных источников света с высоким быстродействием и низким напряжением питания (менее 10В). Но научный и промышленный мир отнесся к этим открытиям тогда достаточно равнодушно.

Генри Джозеф Раунд и Олег Владимирович Лосев

Практическое применение светодиодов в мире началось спустя почти сорок лет. В не таком уж далеком 1962 году американец Ник Холоньяк (которого считают «отцом современного светодиода») разработал красный светодиод. В течение десяти лет появились желтые и красно-оранжевые светодиоды, их яркость была увеличена в 10 раз.

Ник Холоньяк

До 1968 года светодиоды стоили по 200$ за штуку, что, конечно же, очень сильно сдерживало их широкое применение. В начале семидесятых годов появились промышленные светодиоды желтого и зеленого свечения. В 1971 году был также получен первый синий светодиод (правда, совсем не эффективный). Тогда же компания «Монсанто» первой начинает массовое производство светодиодов для использования их в индикаторах.

И уже совсем недавно, в начале 1990-х годов, японские ученые Исама Акасаки, Хироси Амано и Судзи Накамура смогли создать высокоэффективный дешевый синий светодиод. За это изобретение в 2014 году им была присуждена Нобелевская премия по физике. Это открытие «замкнуло круг» — в сочетании с красным и зеленым светодиодами стало возможным получение широкого диапазона цветов и самые разные RGB-устройства стали появляться незамедлительно.

Лоуреаты Нобелевской премии 2014г — Исама Акасаки, Хироси Амано и Судзи Накамура

В 1996 году появились первые белые люминофорные светодиоды. И, наверное, можно говорить, что с этого момент начинается развитие светодиодов не только как индикаторных источников света, но и как источников освещения. Сразу же стартует борьба за повышение энергоэффективности светодиодов. Производители добились очень значительных успехов – светимость светодиодов выросла практически в 200 раз – современные мощные светодиоды имеют значения до 190-200 люменов на 1 Вт затраченной энергии. И, говорят, это еще не предел! Но, определенно, это уже совсем другая история.

Лампы накаливания уже практически ушли в прошлое, газоразрядные и ртутные лампы недолговечны, малоэффективны и, к тому же, склонны изрядно загрязнять окружающую среду. Уверенно и решительно им на смену идут светодиоды – открытие, которому больше века, которое терпеливо ждало своего времени, когда развитие сопутствующих технологий даст ему новую жизнь и самое-самое бурное развитие.

Изобретение светодиода — вся история

Впервые упоминание о свечении кристаллов появилось в 1907 г. Ученый Генри Раунд из Великобритании проводил эксперименты с кристаллами карбида. Возбуждая их электрическим током, он заметил слабое желтое свечение. По мере увеличения напряжения, яркость свечения возрастала. Подвергая воздействию тока разные кристаллы в разных точках при повышенном напряжении, он обнаружил, что поменялся и цвет светового потока: синий, желтый, оранжевый и зеленый.

Генри Раунд

Но дальше изучением этого явления на Раунд, ни другие ученые не стали заниматься.
В 1923 г. русский ученый-экспериментатор Олег Владимирович Лосев проводил исследования диодов, применяемых в радиоприемниках и заметил, что карбидокремниевые кристаллы, используемые в диодах под воздействием электрического тока, начинали светиться слабым голубым светом. Причина этого свечения была неясна, а яркость настолько мала, что ученый мир не придал никакого значения этому явлению.
Олег Лосев в течение еще нескольких лет продолжал изучение влияния напряжения электрического тока на спектр свечения, и в 1927 году запатентовал результаты исследований как «световое реле». Так родиной светодиодов стала Россия.
Но исследования свечения карбидокремниевых кристаллов постепенно зашли в тупик из-за неэффективности этого направления, и развитие светодиодов снова остановилось.

Олег Лосев

Лишь спустя почти 40 лет, в 1955 г. в США Рубин Браунштайн сообщил

Рубин Браунштайн

ученому миру о том, что диоды, сделанные на основе арсенида галлия под воздействием электрического тока с низким напряжением, дают инфракрасное излучение. Но запатентовали это открытие в 1961 г. Боб Биард и Гарри Питмэн, дав ему название «инфракрасный светодиод».
После этого, с середины 60-х годов ХХ века началась история промышленного развития светодиодов.
«Отцом» светодиодов весь мир считает Ника Холоньяка. Вместе с Робертом Холлом он изобрел лазер с видимым

Роберт Биард и Гари Питман

лучом, созданный с использованием диода красного спектра. Затем, в 1972 г. аспирант Холоньяка Джордж Крэфорд изобрел желтый светодиод, а потом сделал ярче свечение красных и желто-красных.

Ник Холоньяк

Производство светодиодов начало принимать все более промышленный характер. Их широко использовали в лабораторном и электрическом оборудовании, при производстве бытовых приборов: телевизоров, радиоприемников, калькуляторов, часов.
С этого времени развитие этого направления светотехники не останавливалось, наоборот, становилось все более стремительным.
В середине 1970-х годов снижена себестоимость производства светодиодов. Это произошло благодаря изобретению планарной технологии производства кристаллов.
В середине 1980-х годов изобретен арсенид галлид-натрия, позволивший существенно увеличить яркость свечения диодов.

Теперь светодиоды используют при производстве медицинской техники, сканеров штрих-кодов.
Не останавливаются исследования и сегодня. Поэтому можно смело говорить, что будущее светотехники связано именно со светодиодами.

Лампа для микроскопа | Микроскопия — Микросистемы

Лампа для микроскопа – искусственный источник света, освещающий оптический путь. Дополнительный свет необходим при лабораторных исследованиях препаратов, шлифов, срезов. Исследователи освещают образцы, желая повысить резкость, чёткость, разрешающую силу объективов, определяемую максимальным количеством равноудалённых штрихов на линии длиной один миллиметр.

Классическое решение

Галогенная лампа – нить накаливания в корпусе, заполненной парами галогенов (брома, йода). Технические особенности: длительность службы 2000-4000 часов, рабочая температура спирали ~3000К, эффективная светоотдача 15-22 люмен/Ватт, КПД 10-15%. Основные потери энергии – поддержание рабочей температуры нити накала.

Особенности:

• низкая стоимость
• быстрая замена
• распространённость
• широкий эмиссионный спектр
• высокий индекс цветопередачи
• резкость теней
• самый низкий уровень ультрафиолета
• устойчивы к радиации
• низкий коэффициент полезного действия
• повышенное энергопотребление
• низкая светоотдача
• хрупкость
• небольшой ресурс
• высокое тепловыделение 

Потребление должно соответствовать отдаче блока питания

Модели:

JC12V100W – 100Вт 12В. Подходит BX63, BX53M, BXFM.

6V30W – 30Вт 6В. Подходит BX43.

KL1500HAL – 150Вт 15В, используется с SZX серией. Корпус осветителя снабжён эффективным вентилятором. Подходит: SZ51, SZ61, SZ61TR, SZX7, SZX10, SZX16.

Современное видение

LED — полупроводниковое устройство с электронно-дырочным переходом, создающее электромагнитное излучение, под действием электрического тока. Технические особенности: длительность непрерывной работы 20 000-50 000 часов, цветовая температура 3500-5600К, КПД ~30%.

Особенности:

• экономичность
• безопасность, не взрываются
• белый яркий свет, не искажающий цвета
• меньший нагрев
• долговечность
• экологичность
• стоимость
• узкий эмиссионный спектр

Биологи, медики снимают нагрузку с глаз, используя дополнительные фильтры, отсекающие синее излучение

Модели:

U-LHLEDC100 – технология равномерного распределения, мощный, эндоскопический. Соответствует 100Вт галогенным аналогам. Цветовая температура 6000К. Эмиссионное распределение интенсивности электромагнитного излучения соответствует (>96°) галогеновому аналогу. Ресурс 50000ч непрерывной работы. Используется BX53, BX53P, BX53M.

U-LHLEDC-1-2 – эндоскопический. Конкурент 30Вт аналогов. Период службы 20000ч. Используется BX43, BX46.

BX3M-LEDR – эпископический, материаловедческий. Цветовая температура 5700К, срок жизни 20000 часов. Используется: BX53M, BXFM, MX63.

KL2500LED – отражённый, блок исследовательского, операционного оборудования. Эквивалент 250Вт галогенного аналога. Совместимость всей линейки KL. Плавная регулировка яркости 0%-100%. Встроен мощный вентилятор.

CX43-RFAB – флуоресцентный модуль. Длина волны испускания 470 нм (синий). Используется только CX43.

Ярко, красиво, с огоньком

Люминесцентная лампа для микроскопа – газоразрядный источник электромагнитных волн, испускающий ультрафиолетовый спектр. Видимым свет делают люминофоры газовой смеси.

Особенности:

• пиковые значения интенсивности в ультрафиолетовом электромагнитном спектре
• распространённость
• невозможность регулировки интенсивности
• инерционность (максимальная яркость достигается после нескольких минут работы)
• малый рабочий цикл
• высокий нагрев, медленное остывание
• возможна разгерметизация после окончания срока

Модели:

USH-103 – 100Вт. Максимальный срок использования 300ч. Без отражателя. Совместимость: BX3 серия.

Osram 103W – 100Вт. Ресурс 300 часов. Напряжение 20-25В. Световой поток, 3000 Лм. Без отражателя. Совместимость: BX3 серия.

SHI-1300L – 130Вт. Часть модуля U-HGLGPS, диапазон излучения: 340 — 800 нм. Без отражателя. Совместимость: BX3 серия и SZX2.

Функция освещения, формирование изображения

Видимое изображение – воспроизведение контуров и деталей объектов, в виде распределения освещённости. Освещённость – световой поток, падающий на единичный участок поверхности. Увеличение освещенности достигается уплотнением светового пятна с помощью: конденсоров, просветлённой оптики, отражателей, высокоинтенсивных тел накаливания, диодов, увеличением числа источников электромагнитного излучения.

Самый мощный источник электромагнитных волн на земле – солнце. Ранние модели оптических приборов отражали солнечное излучение зеркалами, освещая объекты только днём. Ночью использовали свечи, лучину, фосфоресцирующие минералы. Фокусировали свет щелями, зеркалами, примитивными линзами, отверстиями, лучепреломляющими кристаллами.

Технологический скачок произошёл с появлением керосиновых горелок, дав возможность работать без естественного освещения, не меняя свечи каждые 15 минут. Оптика развивалась бурно и на рубеже 16-17 веков появились первые зрительные трубы, микроскопы, увеличительные стёкла. Некоторое время спустя, односоставные наблюдательные системы усложнились. Первые приборы такого типа состояли из непросветленных линз, пропускавших мало света из-за отражения, рассеяния. Самым логичным выходом было – сфокусировать лучи объективом, отсечь боковую засветку, уменьшив количество бликов. Фронтальные линзы объективов стали более «утопленными», но яркость видимого изображения оставалась недостаточной для новых методов контраста.

Миниатюризация сложных электрических приспособлений индустриальной эпохи, позволила осветить искусственным светом большинство компактных увеличительных приборов. Изначально, спираль помещалась в объём, заполненный воздухом. Главный недостаток – низкая светимость, короткий период использования, не превышающий 40 часов. К середине 19-ого века, нити накала изготавливали из угольного волокна или диоксида циркония, а, оставшийся объём, заполняли кислородом. Использование металлических тел накаливания началось ближе к концу девятнадцатого века. Thomas Edison первым стал использовать тонкие металлические спирали из платиновой нити, пытаясь увеличить срок службы, возвращается к использованию угольной нити, работающей до 2,5 тысяч минут, спустя 5 лет.

 Современные технологии изготовления тел накаливания берут своё начало с 1890-х годов.

Русский электротехник Александр Николаевич Лодыгин первым стал откачивать воздух из колб, использовать вольфрамовую, молибденовую спирали. Использование тугоплавких металлов для тел накаливания обусловлено: низким удельным электрическим сопротивлением, высокой температурой плавления, износостойкостью, ковкостью. Два десятилетий после его открытия, технология изготовления вольфрамовых, молибденовых нитей совершенствовалась, добавлялись дополнительные металлы: осмий, цирконий, иттрий, тантал. 1910 года William David Coolidge предложил использовать заполнять корпус инертными газами, чтобы снизить испарения металлических нитей в вакууме.

Нарастающие потребности науки, промышленности, наглядно показали главную проблему: яркие HAL (галоген) устройства служат мало, а энергии требуют много. Дальнейшее развитие происходило по трём направлениям: изменение состава стекла светильников, сплава ртути, смеси инертных газов. Тупиковую ветвь развития светильников сменила оптоэлектроника – СД (светодиод).

Светодиоды начали промышленно выпускать в 1962 году.

Первые LED светильники, светившие в жёлто-зелёном и красном спектре, были выпущены компанией General Electric. Конструкция новых светильников отличается от осветителей прошлого. Цоколь соединяется с блоком питания (драйвером), контролирующим входящий ток. Драйвер соединён со светодиодом, установленным на теплоотводящем основании (радиаторе). Рассеивает свет – матовый полупрозрачный материал.

Особенность этой технологии – узкий спектр излучения, компенсируется наличием нескольких светодиодов, различного цвета, в лампе. Другие особенности – низкое энергопотребление, высокий КПД, но, себестоимость такого осветителя на 200-500% выше галогенных аналогов.

СД не взрываются, поэтому их целесообразно использовать на дорогостоящем оборудовании.

Интересный вопрос: сопоставление яркости HAL и LED модулей. Напрямую сопоставлять разные технологии – некорректно, потому что использование специальных колб, стекла, сложной системы охлаждения, может значительно улучшить освещённость.

Первый люминесцентный осветитель представлен на Всемирной выставке Чикаго 1893 года

Ртутные люминесцентные лампы высокого давления (РЛВД) отличаются от других газоразрядных – использованием паров ртути, высвобождающих ультрафиолетовый спектр электромагнитных волн, при пропускании электрического заряда. Состоит этот прибор из кварцевой колбы, пропускающей большую часть ультрафиолета, двух электродов, инертного газа, поддерживающего давление, специального люминесцентного красителя (люминофора), шарик Hg. В модификациях после 70-х годов прошлого века, установлено два электрода и пусковое устройства, создающее высоковольтные импульсы зажигания.

Устройство: При подаче напряжения на электроды (основной и зажигающий), между ними формируется тлеющий заряд. Накопление достаточного числа носителей заряда, электронов и катионов, между электродами происходит пробой, зажигается тлеющий заряд, переходящий в светящийся столб дугового электрического заряда. Стабилизация свечения происходит 10-15 минут спустя. Металлическая ртуть переходит газовое состояние, испуская ультрафиолетовые волны.

Видимый цвет даёт люминофор.

Превышение рабочего времени РЛВД, перегревание, резкое охлаждение, перепады напряжения сети – опасно, поэтому блоки питания оснащаются счётчиком отработанного времени, предохранителями, трансформаторами. В случае повреждения, разгерметизации корпуса, утечки паров ртути, рекомендуется покинуть помещение, вызвать спасателей и не пускать людей в лабораторию.

Заключение

При выборе того, или иного устройства, обратите внимание на наиболее используемые методы контрастирования, длительность наблюдения, прозрачность объектов исследования. Каждый материал поглощает, рассеивает, пропускает волны определённой длины и ниже представлена сравнительная таблица, помогающая выбрать нужное оборудование.

По вопросам консультации и поставки — свяжитесь с нами любым удобным способом:

+7 (495) 234-23-32 

[email protected]

Форма обратной связи

в чем особенности и преимущества

Современный потребитель внимательно относится к соотношению цены и качества, особенно если речь идет о технических новшествах. Давайте выясним, помогут ли светодиодные лампы сэкономить и какие преимущества несет в себе использование LED-светильников.

Впервые свечение полупроводникового перехода обнаружил в 1923 году советский физик Олег Лосев. Первые светодиоды называли «Losev Light» (свет Лосева). Сначала появился красный светодиод, затем в начале 70-х годов появились желтые и зеленые светодиоды. В 1990 году японец Суджи Накамура создал дешевый и яркий синий светодиод. После этого стало возможным делать белые источники света с тремя кристаллами (RGB). Такие источники до сих пор используются в концертном и декоративном освещении.

В 1996 году появились первые белые светодиоды, использующие люминофор. В них свет синего или ультрафиолетового светодиода преобразуется в белый с помощью специального химического вещества, нанесенного поверх светоизлучающих кристаллов. В 2005 году эффективность таких светодиодов достигла 100 Лм/Вт, что позволило начать использовать люминофорные светодиоды для освещения. Сейчас самые эффективные белые светодиоды дают уже 200 Лм/Вт, серийные лампы со стандартными цоколями – до 125 Лм/Вт.

Как соотносится мощность светодиодной лампы и обычной

В светодиодных лампах могут использоваться светодиоды с разной эффективностью. Обычно светодиодная лампа при том же световом потоке, что и стандартная, потребляет в 5-10 раз меньше электричества, поэтому лампе 60 Вт могут соответствовать светодиодные лампы с мощностями от 6 до 12 Вт. Яркость светодиодных ламп нельзя оценивать по мощности: чем современней лампа, тем ярче она светит при той же мощности. Эффективность светодиодных ламп, имеющихся в продаже, составляет от 40 до 125 Лм/Вт, поэтому яркость лампы с одинаковой мощностью может отличаться втрое.

В чем отличие светодиодной лампочки от энергосберегающей

Светодиодные лампы несомненно являются энергосберегающими, но слово «энергосберегающие» закрепилось за компактными люминесцентными лампами (КЛЛ), а КЛЛ и светодиодные лампы – совсем разные вещи. КЛЛ появились в широкой продаже лет десять назад и ожидалось, что они заменят лампы накаливания. У них много недостатков: в трубке лампы содержится ртуть, лампа медленно разгораются и совсем не светит на морозе, у КЛЛ плохой спектр, состоящий из пиков нескольких цветов. Спектр светодиодной лампы гораздо ближе к естественному освещению и свету лампы накаливания.

С какой цветовой температурой лучше покупать лампы?

Лампы с цветовой температурой 2700-3000К похожи по цвету на лампы накаливания. Это желтоватый «домашний» цвет. Лампы с цветовой температурой 4000К дают такой белый свет, какой обычно бывает в офисах и торговых центрах. Лампы с цветовой температурой 6500К дают холодный белый свет и пригодны лишь для освещения хозяйственных помещений. Для использования в домах и квартирах лучше всего приобретать лампы с цветовой температурой 2700-3000К.

Какие бывают виды светодиодных лампочек

При изготовлении корпуса светодиодной лампы могут использоваться матовое и прозрачное стекло, алюминий, пластик, керамика. Выбирая между стеклянными и пластиковыми лампами, отдавайте предпочтение стеклянным – у них выше показатели пропускания света.

У светодиодных ламп цоколи бывают винтовые и штырьковые. Винтовые обозначаются буквой E и цифрами, указывающими на диаметр в миллиметрах. Штырьковые обозначаются буквой G и цифрами, указывающими на расстояние в миллиметрах между штырьками. 

• E27. классический цоколь с резьбой. Подходит к люстрам и светильникам, рассчитанным на использование энергосберегающих ламп и ламп накаливания.
• E14. разновидность цоколя E27 с меньшим диаметром. Подойдет для многих современных светильников. Такой цоколь обычно бывает у ламп «миньон» и «свеча».
• GU5.3, G9. светодиодные лампы с таким цоколем могут полностью заменить галогенные.
• GU10. чаще всего такой цоколь используют для установки ламп в кухонные вытяжки и встроенные светильники для подсветки рабочей поверхности.
• G4. цоколь с двумя «проводками» на конце. Обычно используется в маленьких лампах для подсветки картин. 

Сколько могут проработать светодиодные лампочки

При выборе LED-ламп многих интересует то, сколько она может проработать. Выбирая светодиодные лампы для дома, стоит помнить о том, что продукция от известных производителей может прослужить около 50 тыс. часов. Однако у современных диодов есть одна особенность – со временем у них показатели работы ухудшаются, качество свечения значительно падает.

При покупке следует уточнить момент гарантии на эту продукцию. Гарантийный срок эксплуатации составляет около 3-5 лет. Тип гарантии, который распространяется на рассматриваемую продукцию, предусматривает ее замену при выходе из строя. Важно понимать, что все сроки рассчитываются теоретически и проверить это на практике пока невозможно – лампы производятся не так давно, а 50 тыс. часов – это почти шесть лет непрерывной работы.

Всегда ли светодиодную лампу можно поставить вместо обычной

Нет, не всегда. Есть две проблемы, с которыми можно столкнуться:

Работа с выключателем, имеющим индикатор. Большое количество светодиодных ламп не могут работать с выключателями, имеющими индикатор. Они вспыхивают или слабо горят, когда выключатель выключен. Это происходит из-за того, что слабый ток постоянно течет через лампу. Выхода из этой ситуации два: или использовать лампы, корректно работающие с такими выключателями или отключать индикатор внутри выключателя.

Диммирование. Большинство светодиодных ламп не может работать с регуляторами яркости (диммерами), но существуют специальные диммируемые светодиодные лампы (как правило они гораздо дороже обычных). В отличие от ламп накаливания, при снижении яркости светодиодная лампа не меняет цвет освещения (у обычной лампы он желтеет). Многие диммируемые светодиодные лампы диммируются не до нуля, а лишь до 15-20% полной яркости.

В чем основные минусы и недостатки светодиодных лампочек

Цена. Решив заменить ваши лампы накаливания на светодиодные, будьте готовы заплатить в несколько раз больше, чем за стандартную. И это их первый и главный минус. Высокая цена компенсируется экономией электроэнергии.

Габариты. При выборе ламп не стоит забывать обращать внимание на габаритные размеры, которые у светодиодных ламп иногда бывают гораздо больше, чем у соответствующих ламп накаливания. Лампа может просто не поместиться в светильник или будет некрасиво торчать из плафона.

Направленный свет. Свет светодиодной лампы, как правило, имеет направленный характер. Она плохо освещает сбоку от себя и совсем плохо – сзади. Поэтому, заменив лампы накаливания на светодиодные, в первое время можно ощущать дискомфорт от другого распределения световых потоков.

Пульсация. Качественные светодиодные лампы лишены эффекта пульсации светового потока. Это неприятное явление, иногда незаметное человеческому глазу, приводит к быстрому утомлению. Проверить наличие пульсаций можно с помощью фотокамеры мобильного телефона. При наведении объектива на пульсирующую лампу изображение на экране будет мигать.

Юрий Алисиевич, Торговый портал Shop.by

Светодиоды в машине. Преимущества и тонкости установки

Удивительно, как быстро светодиоды вытеснили ксенон с олимпа автомобильной моды. Ещё недавно потолком их применения были индикаторные лампочки и карманные калькуляторы, а сегодня светодиоды везде: в телевизорах и смартфонах, в уличном освещении и наружной рекламе, в квартирах и, конечно, в автомобилях. Топовые комплектации дорогих машин щеголяют светодиодной оптикой, оставив ксенон версиям попроще. Что уж говорить об обычных «галогенках», постепенно уходящих в прошлое. Массовое производство диодов делает их доступнее — купить светодиоды для автомобиля сегодня может каждый. Но перед походом в магазин давайте узнаем о них чуть больше.

Технология LED

Light-Emitting Diode (LED), светоизлучающий диод — полупроводник, который светится при пропускании электрического тока. Особенность светодиода — заранее заданный цвет, который зависит от химического состава компонентов. Например, первые светодиоды на основе фосфида галлия были исключительно красными.

До конца XX века светодиоды использовались мало, поскольку были весьма дорогими. Прорыв совершили японцы, создавшие в начале 1990-х годов дешёвый синий светодиод из нитрида галлия. А покрыв его жёлто-зелёным люминофором, переизлучающим часть синего спектра, удалось добиться свечения белого цвета. За эти открытия Исаму Акасаки, Хироси Амано и Сюдзи Накамуре присуждена Нобелевская премия по физике.

Сегодня промышленно выпускаются красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, синий, фиолетовый и пурпурный светодиоды. Этого вполне достаточно, ведь их комбинации дают всю воспринимаемую человеком цветовую палитру. Белый цвет, получаемый из синих диодов, имеет разную цветовую температуру в зависимости от состава люминофора: он может быть как тёплым, так и холодным, по аналогии с газоразрядными лампами.

Преимущества светодиодов

Чем же так хороши светодиоды? По сравнению с привычными источниками света — лампами накаливания и газоразрядными лампами — у диодов довольно много преимуществ. Перечислим основные.

Высокая эффективность

Световая отдача (количество люмен света на каждый потребленный ватт) диодов почти в 10 раз выше, чем у ламп накаливания и ксеноновых ламп. Например, чтобы создать световой поток 1200 Лм, понадобится лампа накаливания мощностью 100 Вт, а диодной лампе достаточно 12 Вт. Схожей экономичностью могут похвастать только энергосберегающие люминесцентные лампы, которые в автомобилях не используются.

Прочность и вибростойкость

С детства мы знаем, что с лампой накаливания нужно обращаться аккуратно: чтобы порвать нить, не обязательно даже ронять лампу — достаточно просто с силой встряхнуть её. В галогенных автомобильных лампах используют более прочные нити, но и они со временем утончаются и перегорают. В газоразрядных лампах нитей нет, но малейшее повреждение стеклянной колбы для них фатально. А вот диодная лампа твердотельная, и хрупких элементов в ней просто нет.

Долгий срок службы

Ресурс светодиодной лампы — до 100 тысяч часов, при ежедневном свечении в течение 8 часов качественный диод проработает 34 года. Такие показатели недостижимы для других типов ламп: самые живучие люминесцентные работают не больше 20 тысяч часов, а дешёвый ксенон нередко ломается и после 3 тысяч. Галогенная лампа светит 2–4 тысячи часов, а простая лампа накаливания — всего 1 тысячу. Как видно, разница с диодами огромна. Кстати, светодиоды не умирают моментально, как другие лампы — признаком их скорой кончины служит потускневший свет.

Отсутствие инерционности

При включении диодам не нужно время на прогрев, как ксеноновым лампам: они включаются сразу на полную яркость, и так же моментально выключаются, без плавного затухания. Кстати, количество циклов включения-выключения не оказывает особого влияния на срок службы светодиодов, в то время как лампы накаливания часто сгорают при включении, да и ксеноновыми «моргать» не рекомендуется.

Морозостойкость

Светодиоды не чувствительны к низким температурам, а сами кристаллы на морозе работают даже эффективнее. Температура -40°C для них совершенно нормальна, поэтому светодиоды так популярны у производителей светящихся вывесок уличной рекламы. А вот высокую температуру светодиоды, как и любые полупроводники, не любят: нагрев до 60–80°C для них нежелателен, так что в сауне диодную лампу вы не встретите. А для светодиодов большой мощности требуется дополнительное охлаждение (об этом — ниже).

Экологичность и безопасность

Бытовые и автомобильные светодиоды не дают ультрафиолетового и инфракрасного излучения, а в их конструкции нет ртути и фосфора, как в газоразрядных лампах. В отличие от последних, диодам не требуется особая утилизация — они относятся к малоопасным отходам. И даже порезаться разбитым стеклом лампы не получится — стекла у светодиодов тоже нет.

Особенности автомобильных светодиодов

В автомобилях светодиоды используются повсеместно: в панели приборов и подсветке салона, в стоп-сигналах, поворотниках и ходовых огнях — везде их применение давно отлажено. Даже если с завода в этих узлах стояли обычные лампы накаливания, их замена на светодиоды не вызывает сложностей. Исключение — ближний свет фар, с ним пока не всё так просто.

Обязательное требование для головного освещения — выраженная свето-теневая граница (СТГ), ведь фары должны светить направленно. Их задача — освещать дорогу впереди и обочину, не ослепляя встречные машины. Для этого в классической фаре есть рефлектор — отражатель, формирующий правильный световой пучок. К сожалению, рефлектор для галогенных ламп накаливания подходит далеко не всем светодиодным.

Рефлекторная фара

Автомобильная фара — это продуманная оптическая система фокусировки света, рассчитанная на определённый размер источника. У галогенной лампы свет излучает тонкая нить накаливания, именно под неё и заточен рефлектор. При кустарной замене лампы на светодиодную, у которой диоды излучают свет во все стороны, оптическая схема нарушается, и фара светит абы как: вверх, вбок, «ёлочкой» и т. д. Чтобы результат не разочаровал, светодиодные лампы нужно правильно выбирать и скрупулёзно настраивать.

Для рефлекторных фар лучше всего подходят светодиодные лампы головного света, в которых диоды имитируют нить накаливания и расположены с двух сторон в одной плоскости. Чем диоды мельче и плотнее друг к другу, тем лучше: толстые отдельно стоящие диоды не впишутся в галогенную оптическую схему. Для производителей ламп это дилемма, ведь размер и количество диодов напрямую влияют на яркость, а компактные мощные диоды стоят прилично. Поэтому в недорогих китайских лампах много дешёвых диодов, торчащих во все стороны, как новогодняя гирлянда. Хорошие брендовые лампы выглядят скромнее: обычно у них несколько небольших, но качественных диодов, расположенных в ряд.

Светодиодные лампы, имитирующие нить накала, можно использовать для головного света.

Лампы-гирлянды с россыпью светодиодов не подходят для головного света.

В линзованной оптике проблемы со свето-теневой границей нет, ведь там её формирует специальная перегородка. Но есть другая сложность с равномерностью освещения. Галогенные и ксеноновые лампы создают более яркое световое пятно в самом важном для водителя месте — на дороге впереди. Но со светодиодной лампой линза светит полностью равномерно и на дорогу, и на обочину, и прямо перед бампером. Это несколько размывает внимание при ночной езде.

Линзованная фара

При этом светодиодные лампы отлично показывают себя в дальнем свете и в противотуманных фарах — что в рефлекторной оптике, что в линзованной. Дневные ходовые огни и «ангельские глазки» вообще делаются только на диодах, там их преимущества бесспорны. Но вот с ближним светом пока есть нюансы. Конечно, они касаются исключительно нештатной установки диодов вместо галогенных или ксеноновых ламп. У заводских диодных фар, где оптическая схема изначально спроектирована под светодиоды, с ближним светом всё отлично.

Светодиодные «ангельские глазки»

При установке светодиодов в поворотники нужно помнить о реле, сигнализирующем о неисправности лампы. Из-за малой мощности диодов поворотники могут начать моргать с аварийной частотой, как будто одна из ламп сгорела. Проблему решает добавление в цепь дополнительного сопротивления.

Охлаждение светодиодов

Известно, что светодиодная лампа, в отличие от галогенной, не нагревает фару. Но это не значит, что сам диод при этом не греется — законы физики никто не отменял. Конечно, светодиоды малой мощности, которые ставят в габаритные огни, подсветку салона, ходовые огни и поворотники, нагреваются незначительно. Но мощные лампы головного света — другое дело, там диодный чип греется ощутимо. И его нужно охлаждать, иначе драйвер лампы (обычно в виде отдельной коробочки, похожей на блок розжига галогена) существенно снизит яркость.

Охлаждение мощных светодиодных ламп бывает активным и пассивным. Активное — с маленьким вентилятором в корпусе лампы, как на процессоре ноутбука — предпочтительнее, с ним яркость диода точно будет стабильной. Но оно требует чистого подкапотного пространства. Если автомобиль ездит по пыльным дорогам и бездорожью, то надёжнее будет пассивное охлаждение без движущихся деталей.

Примеры активного и пассивного охлаждения мощных светодиодных ламп

Самостоятельная замена галогенных ламп на светодиодные в любом случае оправдана: их яркость, низкий расход энергии и долговечность оценит любой автолюбитель. Но к установке диодов в фары головного света нужно подходить вдумчиво, хорошо разобравшись, что именно вы делаете и какого результата хотите добиться.

История светодиодов — Разработка светодиодов

Светодиод — это электрический компонент, который излучает свет при подключении к постоянному току. Он работает по электролюминесцентному принципу и может излучать
свет в видимом спектре, а также в инфракрасном и ультрафиолетовом. Для них характерно низкое энергопотребление, небольшие размеры, более длительный срок службы и
более быстрое переключение, чем лампы накаливания, и благодаря этому они имеют широкую палитру применения.

В 1907 году британский экспериментатор в лабораториях Маркони Генри Джозеф Раунд впервые заметил, что когда к кристаллу карборунда (карбида кремния) прикладывается потенциал 10 вольт, он излучает желтоватый свет. Однако первым исследовать это и предложить работающую теорию был Олег Владимирович Лосев из России. В 1927 году Олег опубликовал статью «Детектор светового карборунда и эффект обнаружения и колебаний с кристаллами».

Десятилетиями не было прогресса по разным причинам.Рубин Браунштейн, работавший в Радиокорпорации г.
America в 1955 году сообщила, что некоторые простые диоды излучают инфракрасный свет при подключении к току. В 1961 году Гэри Питтман и Боб Биард из Техаса
Приборы обнаружили, что этот диод из арсенида галлия излучает инфракрасный свет каждый раз, когда он подключен к току. В том же году они получили патент на
инфракрасный светодиод. Ник Холоняк-младший, работавший в General Electric, разработал в 1962 году первый светодиод, излучающий свет в видимой части экрана.
Диапазон частот.Это был красный светодиод. В 1972 г. аспирант Холоняка М. Джордж Крафорд изобрел первый желтый светодиод и более яркий красный.
ВЕЛ. Томас П. Пирсалл разработал светоизлучающий диод высокой яркости в 1976 году для использования с волоконной оптикой в ​​телекоммуникациях. Сюдзи Накамура из Nichia
Корпорация выпустила первый синий светодиод в 1979 году, но до 1994 года он был слишком дорогим для коммерческого использования. Теперь светодиоды могут быть изготовлены в одном или нескольких вариантах.
цвета.

Сначала светодиоды были очень дорогими, около 200 долларов за штуку.Из-за этого они использовались как индикаторы только в высокопрофессиональных
Лабораторное оборудование. Fairchild Semiconductors удалось в 1970-х годах снизить стоимость отдельных светодиодов до 5 центов за счет использования планарного процесса в производстве светодиодов.
полупроводниковые микросхемы для светодиодов. Используя инновационные методы упаковки и планарный процесс производства микросхем, Fairchild превратила светодиоды в
коммерческий продукт с разнообразным использованием.

Светодиод с видимым светом используется в качестве замены ламп накаливания и неоновых ламп, в качестве элементов в семисегментных дисплеях, в больших экранах RGB, в
семафоры и другие визуальные сигналы в калькуляторах, часах и фонариках.Инфракрасные светодиоды используются в устройствах для дистанционного управления телевизорами, DVD и др.
места, где требуется беспроводное управление.

У светодиодов много преимуществ, но есть и недостатки. Преимущества в том, что они излучают больше света на ватт, чем лампы накаливания,
они намного меньше, их время включения / выключения намного короче, чем у других типов электрических источников света (они быстрые), их срок службы намного больше
и их гораздо труднее повредить.Их недостатки — высокая цена за люмен, высокая зависимость от температуры наружного воздуха и легкий перегрев, если
температура наружного воздуха слишком высока и нет радиатора. Несмотря на свои недостатки, светодиоды находят свое место в использовании людьми и никуда не денутся.

История светодиодных фонарей

Светоизлучающие диоды, или светодиоды, присутствуют на массовом рынке уже 30 лет и резко набрали обороты в последние 5. Но знаете ли вы, что все началось более 100 лет назад? Сегодня светодиодные фонари заменяют практически любую лампочку, будь то для вашего дома, бизнеса, автомобиля или сельскохозяйственного оборудования. Тем не менее, светодиоды возникли так же, как и многие научные открытия; медленно и смиренно. Давайте оглянемся на то, как будущее осветительной индустрии зародилось в прошлом!

1907: Начало

Более 108 лет назад англичанин по имени Генри Джозеф Раунд обнаружил, что электрические токи, приложенные к неорганическим материалам, создают свет. Он публикует свое открытие в журнале «Электрический мир», но о его начинаниях вскоре забыли, когда он сосредоточил свое внимание на системе пеленгации для морского транспорта.

1921: «Эффект Круга»

Олег Лосев, русский физик, наблюдает за открытием Раунда, касающимся электрических токов и неорганических материалов, и в его честь называет его «эффектом круга». С 1927 по 1942 год Лоссе посвятил свое время подробному описанию этого явления.

1935: Электролюминесценция

Французский физик по имени Жорж Дестрио сделал еще один шаг вперед, открыв световое излучение в сульфиде цинка. В честь человека, посвятившего 15 лет своей жизни открытию, которое привело к наблюдениям Дестрио, он назвал это «светом Лоссе». Сегодня Дестрио признан изобретателем электролюминесценции.

1951: Объяснение

В этом году был разработан транзистор, что стало крупным научным шагом вперед в физике полупроводников. Эта разработка позволила более подробно объяснить процесс излучения света.

1962: Первый светоизлучающий диод

Американец Ник Холоняк создает первый красный люминесцентный диод и выводит его на рынок освещения.Это первый светодиод с видимой длиной волны, и он знаменует начало промышленного производства светодиодных ламп.

1971: The Diode’s Progress

С развитием новых полупроводниковых материалов появились светодиоды новых цветов, включая зеленый, оранжевый и желтый. Светодиоды продолжают работать и стабильно прогрессируют в течение этого времени.

1993: Рождение синих светодиодов

Сюдзи Накамура создает первый синий светодиод, а также чрезвычайно эффективный светодиод в зеленом спектре. В этом же году он также разработал белый светодиод, самый распространенный светодиодный светильник, который ищут сегодня.

1995: LED Launch

Белые светодиодные лампы выпущены на рынок через 2 года после их открытия в 1993 году.

2006: Светодиоды Lumens

с яркостью 100 люмен на ватт впервые созданы в этом году и превзойти их по эффективности могли только газоразрядные лампы.

2010: будущее светодиодов

К 2010 году светодиоды создавались с яркостью 250 люмен на ватт, и прогресс на этом не остановился.Сегодня создаются светильники для определенных пород домашнего скота, в том числе для свиней и птицы, а также для растений.

Почему все больше светодиодных фонарей?

Вы можете спросить: «Что делает светодиодные лампы такими популярными?» Причина в том, что светодиодные лампы намного более экономичны и экологически безопасны по сравнению с лампами накаливания, потому что светодиоды вообще не лампы! Для большинства ламп накаливания и люминесцентных ламп тепло является побочным продуктом создаваемого света. 90 процентов энергии, потребляемой лампами накаливания, идет на нагрев лампы, и только 10 процентов создают настоящий свет.Лампы CFL используют 60 процентов своей энергии для производства тепла и только 40 процентов для света. Однако светодиодные фонари используют только 20 процентов своей энергии для создания тепла, а 80 процентов — для создания более яркого и белого света. Рост популярности светодиодов не является следствием какой-либо тенденции. Это довольно просто; вы получаете свет наилучшего качества, экономя при этом наибольшую сумму денег. Это и ежу понятно! Хотя разработка светодиодов длилась 100 лет, сегодня они окупились.

Опубликовано в Основы светодиодного освещения

Tagged Светодиодные фонари, Будущее светодиодов, История светодиодов

Когда были изобретены светодиодные фонари? Краткая история светодиодного освещения

Слышали ли вы когда-нибудь фразу «всегда есть место для улучшения»? Что ж, это относится к разработке светодиодов больше, чем вы думаете.

Из-за всплеска их популярности в 21 веке большинство людей полагает, что светодиоды — недавняя инновация. Но это не совсем так, технология разрабатывалась годами.

Электролюминесценция, принцип, лежащий в основе светодиодов, была впервые обнаружена в 1907 году Генри Джозефом Раундом. Но только в 1962 году инженер Ник Холоньяк использовал науку для создания видимых светодиодов в том виде, в каком мы их знаем сегодня.

От уличных фонарей и калькуляторов до пультов дистанционного управления для телевизоров и светофоров — в наши дни светодиоды используются повсюду.Но путь к этому моменту не всегда был линейным.

Давайте вернемся в начало 1900-х годов и исследуем всю историю светодиодов — кто их изобрел и как они стали такими популярными? Продолжайте читать, чтобы узнать.

Кто изобрел светодиодное освещение?

Разработку светодиодов лучше всего рассматривать как коллективную работу. За последнее десятилетие несколько человек внесли свой вклад в науку о современных светодиодах. В первую очередь Ник Холоняк.

Ник вырос в маленьком городке Зейглер, штат Иллинойс, и полюбил инженерное дело после того, как в детстве работал над отцовским Ford Model T.Это побудило Ника заняться электротехникой в ​​качестве карьеры. Таким образом, он получил степень бакалавра и магистра, а также докторскую степень в Университете Иллинойса.

В 1957 году, окончив институт, Ник нашел работу в General Electric, компании, выпускающей люминесцентные и галогенные лампы.

Большой прорыв Холоняка произошел в 1962 году, когда ему было поручено создать инфракрасный лазер. Во время экспериментов с фосфидом арсенида галлия (GaAsP) Ник случайно создал красный светодиод.

Хотя другие ученые исследовали электролюминесценцию в течение многих лет, светодиод Ника был первым, кто излучал свет в видимом спектре света. Другими словами, он был первым, кто излучал свет, который могли видеть люди.

Холоняк прозвал светодиоды «волшебным, GaAsP», и в течение года General Electrics продавала их по 260 долларов за лампочку. В разговоре с Wired в 2012 году о своем изобретении Ник сказал:

Редактор Reader’s Digest […] указал на тот факт, что светодиоды в конечном итоге охватят весь спектр и станут источником белого света.Так и случилось. Но я думал, что это произойдет намного быстрее, чем через 50 лет.

Когда был изобретен светодиод?

Благодаря Нику Холоняку в 1962 году появился первый светодиод видимого света. Но это не было случайным изобретением, так откуда же взялась наука, лежащая в основе светодиодов?

Удивительно, но светодиодной технологии более 100 лет!

Еще в 1907 году британский ученый Генри Джозеф Раунд открыл явление электролюминесценции. Он заметил, что когда вы прикладываете электрический ток 10 вольт к кристаллу карбида кремния, он излучает свет.Это происходит потому, что положительно заряженные электроны встречаются с отрицательно заряженными электронными дырками, вызывая реакцию.

Открытие было новаторским, но, к сожалению, желтый свет, созданный Генри, был слишком тусклым, чтобы иметь какое-либо реальное применение.

Ученые продолжали изучать электролюминесценцию в течение первой половины 20 века. Этот термин был официально введен Джорджем Дестрио в 1936 году.

На возможность электролюминесценции впервые обратил внимание российский исследователь Олег Владимирович Лосев.Наблюдая за излучением света оксидом цинка и карбидом кремния, Лосев опубликовал серию статей между 1924 и 1930 годами, в которых описывались светодиоды и их возможные применения.

В своем патенте 1927 года на «Световое реле» Лосев написал:

В предлагаемом изобретении используется известное явление люминесценции […] и использование такого детектора в оптическом реле с целью быстрой телеграфной и телефонной связи, передачи изображений.

Уверен, вы согласитесь, что Лосев опередил свое время!

Как светодиодный свет стал популярным?

Я знаю, о чем вы думаете: если первые светодиоды были созданы в 1962 году, почему они не стали популярными до середины 2000-х годов? Все сводится к деньгам.

Когда General Electrics начала продавать красные светодиоды в 1963 году, они продавались по цене 200 долларов за лампочку. Это было вымогательство по сравнению с 5-20 долларами, которые люди привыкли платить за лампы накаливания и люминесцентные лампы. К тому же они были недоступны в белом цвете!

Итак, изначально было сложно пробиться на рынок. Людям нравилось освещение, которое у них было, и они не хотели вкладывать сотни долларов в что-то новое.

К середине 1970-х годов Fairchild Optoelectronics создала светодиод, производство которого стоило всего 5 центов.Но из-за небольшого размера производственных партий стоимость для потребителей все еще была чрезвычайно высокой.

Со временем, когда огромные компании, такие как IBM и HP, начали использовать светодиоды, светодиоды начали продавать себя сами.

По мере роста спроса увеличивались и объемы производства. Массовое производство позволило производителям получить эффект масштаба, при котором стоимость единицы продукции резко снизилась.

В настоящее время светодиоды доступны всего за 3 доллара.

Хронология

1907: Генри Джозеф Раунд первым сообщил об излучении света при приложении электричества к карбиду кремния.

1927: Олег Владимирович Лосев опубликовал статью о светодиодах и их применении.

1955: Рубин Брунштейн сообщил об инфракрасном излучении полупроводников GaAs, GaSb и InP.

1961: Роберт Биард и Гэри Питтман создали и запатентовали первый инфракрасный светодиод. Его свет был за пределами спектра света, видимого людям.

1962: Ник Холоняк изобрел первый светодиод, излучающий видимый красный свет.

1964: IBM представляет красные светодиоды на печатных платах своих компьютеров.

1968: Компания Hewlett Packard использует светодиоды в своих портативных калькуляторах. Компания Monsanto начала массовое производство светодиодов с использованием GaAsP.

1972: М. Джордж Крафорд создал первый светодиод желтого цвета с использованием одного красного и одного зеленого кристаллов. Он также создал красные и оранжевые светодиоды, которые были в 10 раз ярче, чем версия Холоняка.

1976: Томас П.Pearsall представила светодиоды высокой яркости для волоконной оптики в телекоммуникациях.

1980-е годы : несколько крупных корпораций стремились создать более яркие и надежные светодиоды с использованием недавно разработанного арсенида алюминия-галлия.

1993: Шуки Накамура создал первый синий светодиод высокой яркости с использованием нитрида галлия (InGaN).

1996: Shimizy подает патент на планарный источник белого света, основанный на синем, красном и зеленом светодиодах для белой подсветки RGB на полноцветных дисплеях.

2002: Белые светодиоды становятся коммерчески доступными по цене от 80 до 100 долларов за лампочку.

2006: Впервые произведено светодиодов с яркостью 100 люмен на ватт.

2007: США обязались отказаться от ламп накаливания и заменить их светодиодами.

2010: Консорциум DesignLights выпустил набор стандартов, которым должны соответствовать все светодиоды.

2011: Phillips выиграли приз L за свой светодиод, эквивалентный лампе накаливания мощностью 60 Вт.

2012: В США используется более 49 миллионов светодиодов, что привело к экономии энергии в размере 675 миллионов долларов.

2014: Audi стала первым производителем автомобилей, внедрившим лазерные диоды в автомобильные фары.

Заключительные слова

Это был долгий и трудный путь, но, наконец, светодиоды повсюду. Вероятно, в комнате, в которой вы сейчас сидите, есть хотя бы один светодиод. Или, может быть, на устройстве, на котором вы читаете, есть светодиодный экран!

В любом случае, ученые, похоже, согласны с тем, что светодиоды могут дать гораздо больше. По словам Ника Холоняка:

Он находится в зачаточном состоянии в том смысле, что может пройти долгий-долгий путь. […] Мы все еще ищем лучшие способы изготовления кристаллов, проведения химии, чтобы все было правильно.

• Что, по вашему мнению, ожидает светодиоды в будущем?
• Вы хоть представляли, что светодиодной технологии более 100 лет?

Оставьте комментарий, дайте мне знать!

Изобретая светодиодную лампочку — Атлантика

В 1962 году, когда ему было 33 года, ученый Ник Холоньяк-младший., создал первый практический видимый светодиод. В GE его назвали «волшебным». Кто-то на самом деле написал это на обратной стороне — вот Холоняк с маленьким диодом (мы пропускаем некоторые фрагменты видео, но если вы хотите увидеть всю историю Холоняка, посмотрите все это целиком):

Холоняк не пытался создать свет, который заменит лампы накаливания. Он пытался сделать лазер. В этом видео, прямо перед тем, как он демонстрирует светодиод, он рассказывает о своей работе, проводя исследовательскую работу — создавая «устройства, которых не существовало, пока мы их не сделали. «(Звучит весело, правда?)

Одним из устройств, которого не существовало, был полупроводниковый лазер. Другие ученые GE работали над созданием инфракрасного полупроводникового лазера, поэтому Холоняк решил, что сделает видимый. Если они смогут сделать лазер, я смогу сделать лазер лучше, чем любой из них ».) Холоняк не был достаточно быстрым, чтобы сделать первый полупроводниковый лазер — инфракрасный появился на несколько недель раньше его. тем не менее, он создал этот маленький полупроводниковый светильник.Он был красным, это признак фосфида арсенида галлия (GaAsP), сплава, который Холоняк наслоил в диод.

Ученые знали с начала 20 века, что некоторые полупроводники при подаче электрического тока загораются. Но это был первый раз, когда кто-то превратил эти знания в практическую лампу. В течение года GE продавала светодиоды по 260 долларов за штуку. Через десять лет появился зеленый светодиод, а затем желтый, разработанный одним из учеников Холоняка, а компания Monsanto, создавшая GaAsP, создала свою собственную крошечную светодиодную лампочку.

Холоньяк с самого начала истории светодиодов чувствовал, что эти маленькие, эффективные источники света могут заменить неуклюжие лампы накаливания, которые тогда освещали мир. По его словам в 2012 году, он не думал, что на это уйдет 50 лет. Светодиоды загорелись маленькими, как загорелись маленькие индикаторы на электрическом оборудовании. IBM использовала их в печатных платах еще в 1964 году. Они перешли в цифровые часы 1970-х годов. К концу 1980-х они появились на светофорах и стоп-сигналах.

Сейчас светодиоды вытесняют лампы накаливания. В конце видео GE есть еще один замечательный момент, когда Холоняк обращается со 100-ваттной лампочкой GE. «Я думал, что это будет неуклюже», — говорит он и улыбается. Но нет, они выглядят довольно шикарно. И они тоже только дешевеют.

История светодиодов | ELEDLights

Светодиоды, также известные как светодиоды, сегодня можно встретить повсюду. Но что такое светодиоды? Давайте вернемся к тому моменту, когда светодиоды были впервые созданы.

Все началось в 1961 году, когда Роберт Биард и Гэри Питтман случайно изобрели инфракрасный светодиод, работая на Texas Instruments. Их свет не имел практического применения, так как луч был невидим для людей. Однако в 1962 году Ник Холоняк-младший изобрел первый светодиод, который мог излучать видимый красный свет. Спустя годы начали производить оранжевые светодиоды. В 1972 году Джордж Крафорд использовал два чипа из фосфида галлия (красный и зеленый) для изготовления светодиодов, излучающих бледно-желтый свет. К концу 1900-х годов на рынке уже существовали оранжевые, зеленые, красные и желтые светодиоды.

В 1994 году светодиоды излучали яркий белый свет. Результаты, полученные с помощью белых светодиодов, были впечатляющими, и Министерство энергетики США призвало владельцев бизнеса и собственности перейти на светодиоды, поскольку они потребляют примерно на 80% меньше энергии и вдвое превышают срок службы традиционных ламп.

Как уже говорилось ранее, светодиоды сегодня можно увидеть повсюду в магазинах, на складах, офисах и даже дома. Это потому, что они производят меньше тепла и энергии и дают более яркое и управляемое освещение.

Знаете ли вы?

В 2012 году в США было установлено около 49 миллионов светодиодов, что позволило сэкономить около 675 миллионов долларов на ежегодных расходах на электроэнергию.

На сегодняшнем рынке светодиодное освещение можно найти для любого вообразимого внутреннего и наружного применения. У ELEDLights есть светильники, которые идеально подходят для вас и вашей цели.

Материнской компанией ELEDLights является Manncorp. Manncorp работает и работает более 50 лет, производя и поставляя машины, которые собирают печатные платы и устанавливают компоненты для светодиодов.Наши инженеры точно знают, что искать, и не критично относятся к любому продукту, который, по нашему мнению, проходит процесс тестирования. Освещение ELEDLights проверяется на качество на заводе, надежно упаковывается для отправки и имеет сильную гарантию.

Позвоните нам по телефону 215. 355.7200 (Восточное побережье) 858.581.0597 (Западное побережье) или посетите наш веб-сайт, чтобы узнать больше!

Что такое светодиоды и как они работают

Мы все слышали три буквы L-E-D, но что такое светодиод?

Что такое светодиод?

LED расшифровывается как Light Emitting Diode, который использует полупроводники и электролюминесценцию для создания света.Когда вы смотрите на светодиодную лампу ландшафтного освещения, вы видите множество светодиодов, составляющих одну лампочку. Количество диодов в лампочке зависит от ее мощности.

Светодиоды

бывают разных цветов и цветовых температур, эти цвета определяются шириной запрещенной зоны реального полупроводника. Излишне говорить, что светодиоды намного более высокотехнологичны и спроектированы, чем старые галогенные лампы и лампы накаливания прошлого.

ПЕРВАЯ СВЕТОДИОДНАЯ ЛАМПА СОВРЕМЕННОГО ЛАНДШАФТА

ПЕРВЫЙ светодиод

Первый светодиод в электронике появился в 1962 году! Трудно поверить, что то, что большинству кажется относительно новой технологией, на самом деле существует с 60-х годов. Большинство этих светодиодов было обнаружено в пультах дистанционного управления — как мы думали

была просто красной лампочкой на конце пульта телевизора, на самом деле это маленький светодиод — и стоил 200 долларов за штуку! На заре развития светодиодного механизма единственным видимым цветом был красный с низкой интенсивностью — с одним лишь красным было мало что можно сделать. Излишне говорить, что мы прошли путь с 1960 года, возможны все цвета спектра.

Белый светодиод

Теперь в нашем приложении, ландшафтном освещении, белый цвет используется чаще всего, цветные лампы имеют ограниченное применение.На самом деле создать белый цвет не так просто, как можно было бы подумать, и белый на самом деле не белый … но наши глаза думают, что это так. Белые светодиоды созданы за счет сочетания трех основных цветов — красного, зеленого и синего.

Белые светодиоды прошли долгий путь, и надежность значительно выше, чем у первой итерации — экспериментальные белые светодиоды могут давать световой поток более 300 люмен и служить 100 000 часов. Когда вы думаете об этом, светодиод может стоить дороже, но он надолго прослужит галогенной лампе в вашей системе ландшафтного освещения и создаст гораздо лучший, чистый вид.

Преимущества светодиодов перед лампами накаливания / галогенными лампами

• Более низкое энергопотребление
• Увеличенный срок службы
• Более прочный — не ломается так легко
• Более быстрое переключение
• Не привлекайте насекомых, потому что нет инфракрасного или ультрафиолетового света

Приложения для ландшафтного освещения

За последние 5 лет мы стали свидетелями повышения надежности светодиодов в индустрии ландшафтного освещения.Еще 6-7 лет назад количество отказов светодиодов было слишком высоким, чтобы компания Light It Right могла оправдать использование светодиодов. С годами была разработана очень сложная технология, лежащая в основе светодиодов, и количество отказов значительно снизилось. Теперь компания Light It Right использует исключительно светодиоды во всех своих системах наружного освещения.

Светодиоды

дают дизайнерам по свету больше возможностей для творчества, ведь можно выбирать мощность, цветовую температуру и распространение луча. При использовании галогенных ламп возможности были гораздо более ограниченными, что подавляло творческие способности дизайнеров освещения.Клиенты также получают выгоду: им больше не нужно соглашаться на достаточно хорошее, теперь они могут получить именно то, что хотят, поскольку есть так много вариантов на выбор.

К счастью для нас стоимость светодиода за единицу уже не 200 долларов!

Что было до светодиода?

От ламп накаливания и галогенных ламп до люминесцентных, HID, компактных люминесцентных, а теперь и светодиодных ламп — светотехническая промышленность за последние 150 лет пережила яркую эволюцию в технологиях, характеристиках, форме и функциях.Вот некоторые из основных моментов в истории освещения:

1. Введена лампа накаливания

Первая коммерчески жизнеспособная лампа накаливания, в которой использовалась обугленная бамбуковая нить, была представлена ​​Томасом Эдисоном в 1879 году. Спустя 125 лет (всего около десяти лет назад) мировые потребители покупали более двух миллиардов ламп накаливания ежегодно.

2. Лампа накаливания становится более эффективной с галогеном

Считающиеся более эффективной версией технологии накаливания, галогенные лампы включают использование газообразного галогена для увеличения срока службы лампы. Они были изобретены в 1882 году, но коммерциализированы в 1959 году.Основываясь на естественном качестве галогенного освещения (которое приближается к внешнему виду дневного света) и его большей эффективности, галогенная технология долгое время использовалась в жилых помещениях, а также в ювелирных магазинах, ресторанах, отелях и других предприятиях розничной торговли и гостеприимства. .

3. Освещение достигает новых высот с HID

Технологии высокоинтенсивного разряда (HID), такие как пары ртути, натрий низкого и высокого давления и галогениды металлов, излучают свет с помощью электрической дуги внутри небольшой разрядной трубки. Исторически они использовались на стадионах и других крупных общественных аренах, а также в освещении проезжей части / улиц и производственных / заводских условиях благодаря их высокой светоотдаче, долговечности и относительно долгому сроку службы. В то время как Питер Купер Хьюитт разработал первую коммерческую лампу на парах ртути в 1901 году, продажи паров ртути и других источников HID начали коммерческий рост в 1960-х годах.

4. Storm выходит на коммерческий рынок флуоресцентных ламп

Люминесцентные лампы были впервые представлены потребителям во всем мире на Всемирной выставке 1939 года в Нью-Йорке.Включая стеклянную газоразрядную трубку, эти лампы «флуоресцируют» или излучают свет благодаря люминесцентному покрытию внутри лампы, которое реагирует на присутствие газообразной ртути. В течение примерно 50 лет лампы обычно продавались в версиях диаметром 1½ дюйма (T12), которые питались от магнитных балластов. Затем в начале 1990-х на сцену вышли более компактные, более эффективные и долговечные люминесцентные лампы (разновидности T8 и T5) с электронными балластами. Благодаря привлекательным скидкам на коммунальные услуги, эти лампы стали основой всего: от офисных зданий до промышленных предприятий с высокими потолками, школ и крупных торговых точек.

5. КЛЛ апеллируют к американской экологической безопасности

Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) были коммерциализированы в 1980–1990-х годах и предлагали эффективность люминесцентной технологии в более компактной форме. Высокоэффективные, но предлагаемые в более удобных для потребителя формах в стиле ламп накаливания, с которыми общество было знакомо, КЛЛ пользовались популярностью в общем освещении и в жилых помещениях, таких как даунлайты, настольные и торшеры.

6.Светодиоды: будущее освещения

Технология светоизлучающих диодов (LED) — полупроводниковый источник света, излучающий свет при протекании через него тока — впервые была популяризирована для различных коммерческих и жилых осветительных приборов 10-15 лет назад. Выступая в качестве мощных и направленных источников света, которые направляют свет именно туда, где это необходимо, светодиоды обладают такими преимуществами, как длительный срок службы, низкие эксплуатационные расходы, безртутная работа и выдающаяся энергоэффективность (до 80–90% более эффективная, чем у старых технологий).Сегодня варианты светодиодов были представлены почти для каждого общего и нишевого освещения на рынке и могут заменить практически любую другую технологию, которая предшествовала этому. По данным Министерства энергетики, к 2030 году светодиоды будут установлены в большинстве розеток в США.

Традиция инноваций

По мере приближения Litetronics к своему 50-летнему юбилею, ^{-й годовщине} -летия в 2020 году, дух инноваций в компании оказался столь же динамичным, как и сама отрасль!

С момента своего основания в 1970 году компания Litetronics из Иллинойса была посвящена тому, чтобы сделать освещение более простым в установке, красивым, долговечным и более эффективным, чем когда-либо. Новаторские традиции компании начались с того, что в 1972 году она представила первую в отрасли лампу накаливания на 20 000 часов, которая прослужила в 26 раз дольше, чем обычная лампа! — и не остановился на достигнутом.

Последующие вехи включают выход компании на рынки галогенных ламп PAR и HID в 1980-х годах и выпуск первых спиралевидных люминесцентных ламп в США в 1995 году — знаковой формы, которая до сих пор остается отраслевым стандартом. В 2003 году Litetronics представила свою запатентованную люминесцентную лампу с холодным катодом Micro-Brite в стандартной форме колбы, а в 2010 году — запатентованную лампу LED Parfection.

Яркое будущее

Совсем недавно обширные инвестиции Litetronics в захватывающую и быстро расширяющуюся арену светодиодов привели к появлению инноваций за инновациями на рынке коммерческого освещения.

К ним относятся выпуск в 2014 году запатентованных, простых в установке комплектов для модернизации светодиодов, предназначенных для замены линейных люминесцентных ламп, а также выпуск в 2016 году серии мощных светодиодных светильников High Bay, которые могут заменить люминесцентные и металлические лампы T8 / T5.