mrchubby
Chuyên viên tin tức
Bóng đèn chiếu sáng dùng công nghệ LED hoặc CFL (bóng compact) đã trở nên phổ biến trong cuộc sống thường ngày bởi những ưu điểm không thể chối cãi của chúng, tuy nhiên vị thế này có thể sẽ sớm phải lung lay bởi vì một công nghệ chiếu sáng mới đã được đưa ra - ánh sáng laser trắng. Bằng cách sử dụng công nghệ nano để tạo ra chất liệu bán dẫn, một nhóm gồm các nhà khoa học đến từ Đại học Bang Arizona (ASU) đã phát triển một loại ánh sáng laser có thể tái tạo ánh sáng trắng, loại laser này đem lại ánh sáng sáng hơn và hiệu quả quả hơn so với đèn LED thông thường.
Laser là một công nghệ được phát minh vào năm 1960, nó được ca ngợi như là một giải pháp tìm kiếm sự cố với 2 ứng dụng chuyên biệt rõ ràng - tia chết (death rays-ứng dụng trong quân sự) và chiếu sáng (lightning). Ngày nay, chúng ta có thể dễ dàng bắt gặp laser trong nhiều lĩnh vực, từ đầu chơi DVD cho đến internet. Trong khi “tia chết” mới chỉ mới được đưa vào ứng dụng thực tiễn, thì laser chiếu sáng chỉ là “lính mới”, phần lớn là được dùng trong công nghệ đèn pha. Trong trường hợp đèn pha laser của hãng xe Audi, họ không dùng ánh sáng laser trắng thực, thay vào đó là kết hợp laser xanh được thấu kính với các bóng LED.
Nhìn thoáng qua, laser dường như là một ý kiến hay dành cho chiếu sáng. Bởi vì chúng thực sự sáng, hiệu quả và có thể phát 1 tia sáng đi hàng triệu dặm mà chỉ trải rộng ra vài mét. Tuy nhiên vấn đề gặp phải với laser là chúng không thể phát ra được ánh sáng trắng.
Vào năm 2011, Phòng nghiên cứu quốc gia Sandia đã tạo ra ánh sáng trắng thật bằng cách phối kết hợp 4 tia laser lớn thành 1 tia duy nhất, nhưng cách này chỉ là những sự trình diễn dành để chứng minh và chưa phải là một hệ thống thiết thực.
Sự đột phá thực sự đến từ Trường Kỹ thuật Irra A. Fulton thuộc Đại học Bang Arizona, đây là nơi các nhà khoa học phát triển tia laser dựa trên vật liệu bán dẫn, nó có thể hoạt động trên toàn bộ dải quang phổ có thể nhìn thấy được.Thông thường, vật liệu bán dẫn chỉ xuất ra được một bước sóng của ánh sáng, tuy nhiên nhóm ASU đã phát triển một tấm bán dẫn cấp độ nano dựa trên hợp kim của 4 chất ZnCdSSe (Kẽm-Cadmium-Sunfur-Selenium), được đưa vào 3 đoạn, chúng tạo ra các tia laser đỏ, xanh lục và xanh lam kết hợp cùng nhau tạo thành ánh sáng trắng thuần khiết.
Nhóm nghiên cứu đạt được điều này nhờ vào điều chỉnh mô hình mạng tinh thể của các vật liệu, vì vậy "hằng số tinh thể" hay khoảng cách giữa các nguyên từ trong mô hình được thiết lập nhằm sản xuất các vùng mong muốn. Theo thành viên của nhóm - Zhicheng Liu cho biết, sự rắc rối nằm ở chỗ phải đảm bảo các tinh thể bán dẫn có đủ chất lượng và mạng tinh thể đồng đều trên một vùng nhất định. Tạo chất liệu chiếu ra ánh sáng xanh là thử thách lớn nhất, thử thách này được vượt qua bằng phương pháp dùng công nghệ nano tạo ra mạng tinh thể cần thiết, sau đó đẩy nó vào vùng hợp kim bên phải. Kết quả là một vật liệu đơn nhất gồm 3 lớp riêng biệt.
Nhóm ASU đã thấy trước mắt một vài ứng dụng của ánh sáng laser trắng một khi nó trở nên thiết thực hơn. Lãnh vực ứng dụng lớn nhất là chiếu sáng. Ánh sáng laser mới không thể đem lại ánh sáng trắng, nhưng nó hoàn toàn có thể điều chỉnh được trên toàn dải quang phổ - điều đó cho phép nó phát ra bất kỳ màu sắc nào như mong muốn - và nó còn sáng và hiệu quả hơn so với đèn LED. Một ứng dụng khác là tv và màn hình máy tính, Theo nghiên cứu, ánh sáng laser mang lại dải màu rộng hơn đến 70% so với LED, điều đó đồng nghĩa mang lại màu thực và sống động hơn. Thêm vào đó, nó có thể được ứng dụng vào công nghệ không dây WiFi dựa trên ánh sáng (gọi là Li-Fi), hệ thống LiFi sẽ đem lại tốc độ nhanh hơn 10 lần WiFi và 10-100 lần nhanh hơn hệ thống LED thực nghiệm.
Công nghệ laser ánh sáng trắng chỉ là những khái niệm ban đầu và nó còn phải vượt qua nhiều rào cản nữa trước khi có thể áp dụng vào thực tiễn. Theo nhóm nghiên cứu, vấn đề lớn nhất của laser ánh sáng trắng là nó tiêu tốn quá nhiều năng lượng.
Nguồn: Gizmag
