На дворе 21 век. Пора переходить на светодиоды!
Светодиоды (LED - light-emitting diode) - полупроводниковый элемент, который при подаче напряжения в "прямом смещении" p-n переход ("плюс" источника питания подаётся на анод, "минус" - на катод) излучает монохроматический, некогеррентный (в отличие от полупроводникового лазера) свет. Цвет свечения зависит от применяемого при производстве светодиода полупроводника (в большей степени - от используемых примесей при их производстве) и сегодня охватывает весь видимый спектр, захватывая инфракрасный, а в последних разработках - даже ультрафиолетовый. Если яркость первых светодиодов позволяла использовать их только в качестве индикаторов, то сегодня уже говорят о светодиодном "законе Мура" - удвоении их яркости каждые 18 месяцев. К концу этого года во всех американских светофорах уже должны использоваться светодиодные технологии, вместо ламп накаливания. К 2015 году автопроизводители собираются удалить из машин все лампочки, даже из фар ближнего/LED, светодиод, диодальнего света!
Как только широко распространилось электрическое освещение, люди стали замечать его недостатки. Лампы накаливания неэффективны: слишком много энергии уходит на нагрев вольфрамовой нити и стеклянной колбы, слишком мало выделяется в виде света. Лампочки легко бьются. Они часто перегорают, приходится лезть на верхотуру, рискуя свалиться, обжечь пальцы, а то и подвергнуться электрошоку. Например, в Англии ежегодно попадают в больницу после попытки заменить перегоревшую лампу около 3500 человек! Более экономичны и дольше служат люминесцентные лампы, но они столь же хрупки да еще содержат ядовитую ртуть.
Но, если верить английскому журналу "Нью сайентист", электролампам скоро найдется замена - светодиоды. Сначала они могли светиться только красным светом и применялись лишь как индикаторы в электронной аппаратуре. Позже появились желтые, зеленые, синие светодиоды. Разноцветные светодиоды уже несколько лет работают вместо лампочек в светофорах на улицах Москвы. В США около восьми процентов светофоров стали светодиодныLED, светодиод, диодми. Сингапур намерен заменить лампочки светодиодами во всех 60 тысячах своих светофоров.
В 1997 году был изготовлен первый светодиод, дающий белый свет (см. "Наука и жизнь" № 4, 1997 г.). Сейчас инженер Фред Шуберт из Центра фотонных исследований при Бостонском университете (США) создал более эффективный и более яркий белый светодиод.
В основе прибора лежит синий светодиод из соединений галлия и индия с азотом. Его свет, попадая на слой из алюминия, галлия, индия и фосфора, производит оранжевые лучи. Смесь синего и оранжевого света воспринимается человеческим глазом как белая.
По словам Шуберта, его устройство может выдавать 330 люменов на ватт. Лучшие люминесцентные лампы дают 50-90 люменов на ватт, а лампы накаливания - всего 10-20. Белый светодиод площадью менее квадратного сантиметра сможет давать столько же света, сколько 60-ваттная лампочка, но при этом потребляемая мощность составит только три ватта. Если заменить все осветительные лампочки в США на светодиоды Шуберта, двадцать лет можно будет обойтись без строительства новых электростанций, хотя расход энергии на освещение в этой стране увеличивается ежегодно почти на три процента. Счета за электроэнергию сократятся на 80 процентов.
Средняя лампа накаливания горит 1000-1500 часов, лучшие люминесцентные - до 24 тысяч часов. Светодиоду отпущено 50 тысяч часов, что при 10 часах горения еже-дневно хватит лет на 15.
Еще одно преимущество: светодиод, конечно, не рекомендуется бить молотком, но ронять его в отличие от лампочки можно.
Правда, до того момента, когда лампочки начнут исчезать из нашего обихода, пройдет еще немало времени. Прототип яркого белого светодиода, созданный Шубертом, очень невелик и годится в лучшем случае для карманного фонарика. Но изобретатель считает, что увеличить его размеры несложно.
Недаром выше было сказано, что свет "воспринимается как белый". Имитация пока довольно приблизительна. На самом деле, признает Шуберт, его осветительный прибор не подойдет для картинных галерей. Но здесь возможны дальнейшие усовершенствования. Изобретатель надеется, что можно будет выпускать белые светодиоды разных оттенков, как сейчас есть люминесцентные лампы ярко-белые, ударяющие в синь, и кремовые, свет которых больше похож на настоящий дневной.
При современной технологии изготовления трехваттный светодиод будет стоить около ста долларов (такая же по яркости 60-ваттная лампочка стоит полдоллара). Но серийное производство позволит удешевить выпуск, и в итоге за счет долговечности и экономичности новый источник света окажется дешевле.
Тон Бегеманн, вице-президент голландской фирмы "Филипс", которая начинала как завод электроламп и по сей день производит их наряду с гораздо более сложной техникой, полагает, что пройдет еще не менее двадцати лет, пока светодиоды заменят хотя бы половину обычных ламп. Ну а еще лет через двадцать, к середине XXI века, ужин при лампочках накаливания станет считаться столь же романтичным, как сейчас - ужин при свечах.
___________________________________________________
Купить светодиоды