Svenska Elektro- och Dataingenjörers Riksförening

Professor Lourdudoss berättade på ett SER-föredrag i höstas att år 2002 började datorer kommunicera med ljus. Om 5-10 år kommer det att ske mellan kretsar, och om 15 år kommer det att vara ljus inne i kretsarna. Nya halvledarmaterial som bättre lämpar sig för att skapa och detektera ljus tar lång tid att forska fram. Kisel är inte bra för att skapa ljus men indiumfosfid, InP, på kisel är det. Nackdelen är att det blir stora temperaturspänningar mellan materialen. En integration som forskningen håller på att lösa. Det pågår även experiment med långvågslaser och att man kan manipulera ljus genom att variera brytningsindex regelbundet i fotoniska kristaller. Naturen använder denna metod för att skapa färger, exempelvis hos fåglar och fjärilar.

Stearinljuset utvecklades omkring 1620-1850. Edison lyckades få en fungerande glödlampa 1879. Lysande halvledare kom 1962, men det var inte förrän 1992 som högintensiva lysdioder, då röda, framställdes. 1995 kom färgerna blått och grönt. Vita lysdioder på 17 lm/W kom 2000, och 2005 hade man nått 70 lm/W. Båda på galliumnitrid. Belysning med lysdioder står för ungefär 5 % av marknaden idag och används främst som gatubelysning, i bak- och bromsljus på bilar, trafiksignaler och som dekorationsbelysning.Professor Lourdudoss visade några vackra bilder av hur man med lysdioder kan dekorera fastigheter ochoffentliga utrymmen.

Lysdioder byggs av halvledare. Ljusemission sker då en elektron kombinerar med ett hål. En lysdiod byggs enligt sandwich-principen: Två material med högt bandgap med n- respektive p-dopning och ett med lågt emellan. Bandgapet i det låga materialet bestämmer färgen. Vitt ljus kan skapas på olika sätt. En variant är att montera ihop tre lysdioder, röd, grön och blå, i samma kapsel och styra ljusstyrkan individuellt, precis som i en TV. En annan är att utnyttja flourescerande konvertering, samma metod som används i lysrör. En blå, blå-röd eller UV-emitterande lysdiod beläggs med ett eller flera fluorescerande ämnen och skapar vitt ljus. Deflourecerande ämnena bestämmer vilken färg och "värmetemperatur" det vita ljuset får.

Definitionen av livslängd för ljuskällor är tills lampan slocknat. För lysdioder är det när ljusintensiteten minskattill 67 %. Materialdegradering och defekter i halvledarmaterialet gör att ljuset blir svagare. Dålig värmeavledning förkortar också lysdiodens livslängd. En lysdiod lyser i en smal strålspalt men en glödlampa har ett mer rundstrålande ljusflöde. Det innebär att lysdioder inte alltid kan ersätta glödlampor i befintliga armaturer. Även användningsområdet kan påverka val av armatur. Lysdioder är mer energieffektiva än glödlampor, lysrör och lågenergilampor. En ljusslinga med 50 glödlampor som drar 6W styck (= 0,3 kW) kostar, om elpriset är 0,78 kr/kWh cirka 0,23 kr/h. Lyser slingan 12 timmar per dag i 30 dagar kostar strömmen ungefär 84 kr. Om slingan består av 50 lysdioder som tillsammans drar 4W (= 0,004 kW) kostar den drygt 1 kr för att lysa samma tid.

Diagrammet visar färger som det mänsliga ögat uppfattar dem från 400 nm till 700 nm. X och Y är krominanskoordinater.

Forskarna håller ständigt på att få fram ljusstarkare lysdioder, och armaturtillverkarna har börjat anpassa armaturerna till de nya ljuskällorna. Helt klart är att denna typ av kvicksilverfri belysning kommer att lysa upp vår tillvaro i framtiden.
Vi tackar härmed professor Lourdudoss för ett intressant föredrag.

Thomas Floreteng, SER-medlem, This e-mail address is being protected from spam bots, you need JavaScript enabled to view it

Halvledare är som vissa idrottsmän: Ingen dopning - ingen succé.

Comments

Write comment

Name:

Title:

Email: