Световая отдача светодиодов – важная потребительская характеристика

Вторая половина минувшего столетия подарила человечеству несколько выдающихся открытий и переломных достижений в области физики полупроводников, кардинально изменивших не только общее технологическое развитие нашей цивилизации, но и быт людей. С началом же XXI века стремительный старт взяла оптоэлектронная отрасль, которая всецело базируется на достижениях на важнейших открытиях прошедших десятилетий и которая благодаря совершенствованию светодиодной техники уже преобразила мир искусственного освещения, а также вывела на новый уровень развития всевозможные технические дисциплины.

Рассуждая о перспективах полупроводниковых технологий ученые-теоретики и эксперты-практики, в первую очередь отмечают такое важнейшее потребительское свойство светодиодных источников электромагнитного излучения, как их высочайшую экономичность. Главным же значением этого параметра служит вовсе не малый уровень энергопотребления, как полагают многие, а световая отдача. Именно эта фундаментальная эксплуатационно-потребительская характеристика показывает истинную энергоэффективность осветительного прибора. Она выражается в количестве люменов испускаемого излучения с одного Ватта потребленного электричества.

Тонкости и технологические аспекты

Считается, что на один Ватт израсходованной электрической энергии приходится определенное количество люменов электромагнитного излучения видимого диапазона. Однако далеко не все полупроводники испускают энергию в виде фотонов. К примеру, кремний – базовая основа современной микроэлектроники – в силу своих физических свойств рекомбинируется таким образом, что p-n-переходы порождают слабую акустическую волну, довольно быстро рассеивается в окружающем пространстве, трансформируясь в тепловую энергию, а не в кванты видимого света. Этой особенностью, к слову, объясняется повышение температуры компьютерного процессора и различных интегральных схем во время работы.

Поэтому в светотехнике используются полупроводниковые материалы особого рода, способные генерировать фотоны. К такой категории веществ причисляются арсенид галлия, используемый для создания светодиодов красного спектра свечения и обладающий высокими показателями световой отдачи, а также индий и фосфор, генерирующие электромагнитную волну красного и синего колористического диапазона соответственно. Так или иначе показатель световой отдачи тесно связан с технологическим процессом производства полупроводниковых осветительных приборов. Среди всего ассортимента современной светотехники именно светодиоды являются безоговорочными лидерами по этому важнейшему параметру, определяющему показатель экономичности осветительного прибора.

Борьба за оптический выход

Сегодня между различными производителями полупроводниковых источников электромагнитного излучения развернулась жесточайшая конкурентная борьба за показатель световой отдачи своей продукции. Уже удалось создать светодиодные элементы с отдачей 200 Лм/Вт при генерируемом электромагнитном потоке мощностью 3200 Лм. Такие устройства маркетологами называются сверхяркими светодиодами. Однако в гонке мощностей и энергоэффективности есть и обратная сторона медали.

Физические свойства полупроводников таковы, что какой-то процент тепловой энергии все равно выделяется, а диапазон рабочих температур светодиодов не слишком велик. Это заставляет инженеров немало усилий тратить на совершенствование радиаторных систем теплоотвода, которыми всегда оснащаются полупроводниковые приборы. Так или иначе борьба за световую отдачу, часто в технической литературе называемую оптическим выходом, сегодня направлена, главным образом, на поиск новых материалов, способных обеспечить эффективный теплоотвод от светоизлучающего элемента.