Increasing the Brightness of Light Sources

Ling Fu, Ries, Harald (Prof. Dr.), Physik
2011
Das Ziel dieser Arbeit ist es, die Erhöhung der spektralen Strahldichte von Lichtquellen mittels Licht-Recycling zu untersuchen und eine Abschätzung des Potentials dieser Methode zu erarbeiten. Dazu wurde ein physikalisches Modell der Lichterzeugung in thermischen und lumineszenten Quellen erstellt und an verschiedenen Typen von Lichtquellen sowie einem Prototyp der Carambola, einer von uns entwickelten und hier vorgestellten Optik für deterministisches Licht-Recycling verifiziert. Für moderne
more » ... eleuchtungssysteme sind kompakte Größe und hohe Helligkeit (Strahldichte) wichtige Eigenschaften. Licht-Recycling kann die Strahldichte des von einer Lichtquelle ausgesendeten Lichts um den Preis des Verringerns der insgesamt in den Phasenraum abgestrahlten Energie erhöhen. Licht-Recycling bedeutet die Reflexion eines Teils des ausgestrahlten Lichts zur Quelle. Ein Teil dieses reflektierten Lichts entgeht der Absorption in der Quelle und steht weiter zur Verfügung. Infolgedessen kann die Strahldichte eines verkleinerten Phasenraums im Vergleich zur Helligkeit der ursprünglichen Quelle erhöht werden. In dieser Arbeit wird diese Grundregel des Licht-Recycling auf verschiedene künstliche Lichtquellen angewendet, um eine Erhöhung der Helligkeit zu erreichen. Zumächst werden die Möglichkeiten zur Erhöhung der Helligkeit von Lichtquellen mittels Licht-Recycling theoretisch überprüft, auf der Grundlage der Gesetze der Thermodynamik, insbesondere des Kirchhoffschen Strahlungsgesetzes, des Planckschen Gesetzes, des Lambert-Beerschen Gesetzes, der Etendueerhaltung und des Helligkeitstheorems. Aus experimenteller Sicht werden die Strahlungseigenschaften der drei unterschiedlichen Lichtquellen Kurzbogenlampen, Glühlampen und Leuchtdioden (LEDs) im Hinblick auf ihre Eignung für das Licht-Recycling untersucht. Exemplare dieser Lichtquellen werden in Experimenten zum Licht-Recycling eingesetzt, um 1. Effekte intrinsischen Licht-Recyclings zu erkennen, beispielsweise das durch die Wicklung des Drahtes entstehende Licht-Recycling [...]
doi:10.17192/z2006.0800 fatcat:drfdjb5zefgmxhnjqddz5zpx3q