SME
Sobota, 3. december, 2022 | Meniny má Oldrich

Laserová úprava zjasňuje žiarovku

Americkí fyzici premenili laserovými impulzmi bežnú žiarovku so žeravým vláknom na jasnejší svetelný zdroj s menšou spotrebou elektriny. Upravená žiarovka je oveľa lacnejšia a vydáva príjemnejšie svetlo ako žiarivka plnená plynom.

Chunlei Guo z Rochesterskej univerzity (štát New York, USA) vo svojom laboratóriu pred „čarodejným" femtosekundovým laserom. V spolupráci najmä s asistentom Anatolijom Vorobjevom ním okrem iného dokázal zdvojnásobiť účinnosť bežnej žiarovky.Chunlei Guo z Rochesterskej univerzity (štát New York, USA) vo svojom laboratóriu pred „čarodejným" femtosekundovým laserom. V spolupráci najmä s asistentom Anatolijom Vorobjevom ním okrem iného dokázal zdvojnásobiť účinnosť bežnej žiarovky. (Zdroj: University of Rochester)

Laserová úprava navyše vedie k tomu, že vlákno žiarovky vydáva sčasti polarizované svetlo.

Prvotným výsledkom úpravy je ľudskému zraku optimálne prispôsobené svetlo s jasom, aký vydáva stowattová žiarovka, avšak pri menšej spotrebe, než akú má šesťdesiatwattová.

SkryťVypnúť reklamu
Článok pokračuje pod video reklamou
SkryťVypnúť reklamu
Článok pokračuje pod video reklamou

Tento úspech dosiahol Chunlei Guo z Rochesterskej univerzity (USA) s kolegami. Kľúčové body nového postupu budú čoskoro uverejnené v časopise Physical Review Letters.

Štruktúrovaný volfrám

Laserový lúč totiž na povrchu bežného volfrámového vlákna žiarovky vytvára akúsi sieť štruktúr v meradlách nano- a mikrometrov (miliardtín a milióntin metra). Vďaka nim vlákno vydáva svetlo oveľa efektívnejším spôsobom.

SkryťVypnúť reklamu

Tím Chunleia Guoa sa dlhodobo zaujíma o zmeny, ktoré v kovoch môže spôsobiť výkonný laser. Najnovšie sa rozhodli vyskúšať jeho účinky na žiarovkové vlákno.

„Vyslali sme lúč priamo cez sklo žiarovky a zmenili ním malú plochu vlákna. Keď sme potom žiarovku rozsvietili, videli sme, že táto plocha bola skutočne oveľa jasnejšia ako zvyšok vlákna, pričom spotreba energie sa nezmenila," povedal Chunlei Guo.

Rýchlo a mohutne

Povrch volfrámu takto obmenili mimoriadne krátke, no zato rovnako mimoriadne intenzívne svetelné impulzy v meradle femtosekúnd. (Predpona femto označuje tisícbilióntinu, teda 10 na mínus pätnástu; pre názornosť: femtosekunda je voči sekunde to, čo sekunda voči 32 miliónom rokov.)

Aj intenzita použitého svetla je obrovská: na plôšku s rozmerami špice ihly sa počas trvania impulzu sústreďuje mohutný výkon, porovnateľný s výkonom celej elektrorozvodnej siete Severnej Ameriky. Keďže sú ale laserové impulzy také krátke, sieť to nezruinuje. Aparatúra bola napájaná z elektrickej zásuvky na stene laboratória.

SkryťVypnúť reklamu

Viac berie i dáva

Popravde Chunleia Guoa zvláštny účinok lasera na volfrám očakával. Pri ožarovaní kovov laserom už získal viaceré unikátne výsledky. Pred tromi rokmi s asistentom Anatolijom Vorobjevom laserom „nafarbili" viaceré kovy dočierna.

Takto upravený kovový povrch vynikajúco pohlcoval dopadajúce svetlo - v pozadí boli podobné mikro- a nanoštruktúry ako teraz pri volfrámovom vlákne žiarovky.

V ďalšom postupe ich viedlo prírodné pravidlo, ktoré možno vyjadriť ako „zoberie viac, vydá viac". Laserovo sčernetý kov unikátne pohlcoval svetlo - bude ho aj unikátne vydávať?

„Vedeli sme, že by to podľa teórie malo fungovať, no aj tak nás prekvapilo, keď sme zapli žiarovku a uvideli, o koľko jasnejšia bola zmenená plôška vlákna," povedal Chunlei Guo.

SkryťVypnúť reklamu

„Čarodejný" laser

Laser zvýšil jas volfrámového vlákna. No možno ním aj ladiť farbu vydávaného svetla. Tím Chunleia Guoa využil skúsenosti. Vlani takto zmenili farbu radu kovov - popri už skôr dosiahnutej čiernej - na modrú, zlatú a sivú.

Bádatelia sa v priebehu týchto pokusov naučili, ako ovládať veľkosť a tvar mikro- a nanoštruktúr a tým aj to, aké farby svetla tieto štruktúry pohlcujú respektíve vyžarujú. Vďaka tomu mohli zmeniť príspevky jednotlivých farieb k svetlu vyžarovanému volfrámovým vláknom.

K čisto jednofarebnému zatiaľ nedospeli. No posunuli rozloženie jednotlivých farieb tak, že bežne žltkasto vyžarujúce wolframové vlákno im svietilo viac bielo, čím sa priblížilo k prirodzenému slnečnému svetlu. To pomôže lepšie riešiť základný problém s umelým osvetlením - aby bolo optimálne vyladené a príjemné pre ľudské oko.

SkryťVypnúť reklamu

Príslovečnou čerešničkou na torte je skutočnosť, že laserovou úpravou dosiahli aj to, že volfrámové vlákno vyžaruje sčasti polarizované svetlo. To sa dosiaľ dalo iba pomocou špeciálnych filtrov, ktoré ale nepríjemne znižovali účinnosť žiarovky. Za polarizáciou sa skrývajú paralelné rady nanoštruktúr.

Zlepšením žiarovky (po vybrúsení metódy by to malo byť jednoduché a lacné) ale „zázraky" tímu Chunleia Guoa nekončia: v článku pre časopis Applied Physics Letters uverejnil výsledky pokusov, pri ktorých femtosekundovým laserom docielil, aby kus kovu automaticky presúval kvapalinu po svojom povrchu a aby ju nadnášalo.

Hlavný zdroj: Komuniké University of Rochester z 29. mája 2009.

SkryťVypnúť reklamu

Najčítanejšie na SME Tech

SkryťVypnúť reklamu
SkryťVypnúť reklamu
SkryťVypnúť reklamu
SkryťVypnúť reklamu

Hlavné správy zo Sme.sk

Obvinený advokát Marek Para.

O tom, či budú súdiť advokáta Mareka Paru, rozhodne Najvyšší súd.


13 h
Iránsko-kanadský hudobník a podcaster Ramin Seyed-Emami. Podľa kanadskej tajnej služby môže byť na zozname disidentov, ktorých sa Teherán pokúsi zlikvidovať.

Iránska vláda má zoznam ľudí, ktorých považuje za hrozbu pre režim.


a 4 ďalší 15 h
Kia Sportage je tento rok najžiadanejším SUV na Slovensku.

Jednotkou je Kia Sportage.


22 h
Víkendový výber SME

Pravidelná dávka víkendového čítania.


7 h

Inzercia - Tlačové správy

  1. Polovicu dovolenky zaplatíme od pondelka za Vás
  2. V Danteho pekle sa našlo miesto pre každého
  3. Gizka Oňová: Pre mnohých som ideálna babka a lichotí mi to
  4. Strážia ho divé opice. Gibraltár vás prenesie do Británie
  5. Mikuláš prinesie plné vrece prekvapení aj v novej rodinnej telke
  6. Deti potrebujú rodinu na optimálny vývoj
  7. Konečne moderná životná poisťovňa bez nepríjemných prekvapení
  8. Ako sa dostať k darčeku výhodnejšie? Skúste túto možnosť.
  1. Polovicu dovolenky zaplatíme od pondelka za Vás
  2. V Danteho pekle sa našlo miesto pre každého
  3. V dôsledku nadmerného užívania alkoholu umiera čoraz viac ľudí
  4. Ikonický projekt Metropolis vyhral CIJ Awards
  5. Gizka Oňová: Pre mnohých som ideálna babka a lichotí mi to
  6. Strážia ho divé opice. Gibraltár vás prenesie do Británie
  7. dm a jej zákazníci podporili inštaláciu fotovoltických panelov
  8. Zimná ríša divov Maďarska
  1. Po pohlavnom styku by sa ženy mali čo najskôr vymočiť. Muži nie 11 853
  2. Strážia ho divé opice. Gibraltár vás prenesie do Británie 4 392
  3. Hotely, strava, pláže, služby. Aká je dovolenka v Punta Cana? 3 426
  4. Niektorí ľudia nemajú pracovné návyky. Ako dlho trvá zmeniť to? 3 184
  5. Zarábame milióny, no jachtu na Malorke nemám 2 742
  6. Gizka Oňová: Pre mnohých som ideálna babka a lichotí mi to 2 176
  7. TESCO pokračuje v raste.Otvorilo predajňu v Kysuckom Novom Meste 1 785
  8. Deti potrebujú rodinu na optimálny vývoj 1 500
SkryťZatvoriť reklamu