Kan light emitting plasma de huidige lichtbronnen in theater vervangen?

Jasper Bogaert
Persbericht

Kan light emitting plasma de huidige lichtbronnen in theater vervangen?

Light Emitting Plasma (LEP TM) is een vrij recente lichttechnologie, ontwikkeld in de jaren 90. Het werkingsprincipe van LEP is gebaseerd op inductie. Oorspronkelijk is deze scriptie geschreven met het oog op gebruik van LEP in theater. Door de lange levensduur, het efficiënte energieverbruik, het nuttig uitgestuurde kleurenspectrum en de mogelijkheid de lamp ook elektrisch te dimmen, lijkt het niet alleen een tegenspeler voor de traditionele gasontladingslampen en de in populariteit toenemende Light Emitting Diode (LED)-lampen, maar kan het bovendien in verschillende sectoren een nuttig gebruik vinden.

De aanzet voor deze technologie gaat terug op Nikola Tesla, een wetenschapper die actief was eind 19e en begin 20e eeuw. Hij experimenteerde met elektriciteit en licht, in het bijzonder inductieverlichting. Het verhaal ging verder in een Amerikaans bedrijf (Fusion Lighting nu Heraeus Noblelight Fusion UV inc.) waar ze eigenlijk UV-lampen maakten die werken op microgolven. Michael Ury en Lee Anderson, beiden wetenschappers in dit bedrijf, experimenteerden met andere stoffen in die lampen, waaronder zwavel. Ze ontdekten dat het een bijzonder efficiënte bron van zichtbaar licht werd. Een volledig nieuw concept wat lichtbronnen betreft. Daar bleef het niet bij, want men wou ook een compactere lichtbron ontwikkelen. Het werd ByteLightTM genoemd. Deze lichtbron maakte geen gebruik van microgolven, maar van iets langere radiogolven. Met een chip die eigenlijk bedoeld is voor de telecommunicatie, konden ze veel energie opwekken. Bytelight werd nooit volledig ontwikkeld en deze nieuwe tak van Fusion Lighting stopte ermee aangezien er toen nooit veel interesse was voor zowel de zwavelplasma-lampen als de ByteLight. Vele jaren later nam een ander Amerikaans bedrijf de draad terug op en bracht Light Emitting Plasma of LEP op de markt.Hoe zit die werking nu in elkaar? Heel kort gezegd zit het zo: binnen de lamp wordt een staande golf opgewekt, dit is een verschijnsel waarbij twee golven met een gelijke frequentie een tegenovergestelde amplitude hebben. Doordat het hier over radiogolven gaat, heeft dit een opwarming in de buik van de golf als gevolg. Denk maar aan je microgolfoven thuis. Die elektromagnetische straling gaat de stoffen in de lamp opwarmen, waardoor de atomen steeds sneller gaan bewegen. De vrije elektronen botsen met atomen waardoor er nog meer elektronen wegschieten, wat resulteert in een lawine-effect tot er uiteindelijk een plasmakolom ontstaat. Wanneer elektronen terugspringen uit hun aangeslagen toestand, wordt er licht opgewekt.“Kan LEP de huidige lichtbronnen in theater vervangen?” Dat is mijn oorspronkelijke onderzoeksvraag. Ik heb er nooit echt een sluitend antwoord op gevonden. Mijn onderzoek heeft wel aangetoond dat LEP ongetwijfeld gebruikt kan worden in een theateromgeving en zelfs ver daarbuiten. De lichtkwaliteit is bijzonder goed. Deze technologie is vrij jong, maar groeit bijzonder snel. Ondertussen wordt deze technologie al volop gebruikt, waaronder ook in Hollywood als filmbelichting, wat zeker aantoont dat de nodige kwaliteiten er zijn. Ik wil eigenlijk zelf een rol spelen bij het introduceren van deze lichtbron in België en Europa. De fabrikant van deze lichtbron, Luxim, heeft veel eigenschappen toegeschreven aan deze lichtbron. Met de hulp van sponsors heb ik een LEP aangekocht uit de VS en nu leek het mij interessant om de eigenschappen eens te controleren en te vergelijken met andere lichtbronnen. Ik ben daarvoor naar de VUB getrokken in Brussel waar ik onder leiding van Prof. Dr. Ir. Heidi Ottevaere, aan de slag kon in het fotonicalabo. Hier onderzoeken ze vaak lichtbronnen, omdat al de nodige meetapparatuur aanwezig is.Om het uitgezonden kleurenspectrum te analyseren, is een spectroradiometer nodig. Dit toestel splitst het licht op in al de verschillende golflengtes of kleuren en meet dan de straling per golflengte. Om het licht te verspreiden is wel een integrerende sfeer nodig. Dat is een speciale bol, met binnenin een witte laag die het licht goed verspreidt zodat er nooit direct licht gemeten kan worden. Het resultaat van deze analyse is een kleurweergave en een witpunt op de CIE driehoek (zie bijlage).Het tweede gebruikte toestel is een goniometrische radiometer. Dit toestel meet het uitgezonden patroon en toont dus ook de hoek waarin het licht uitgezonden wordt. Daarnaast heb ik de vergelijking gemaakt met andere lichtbronnen waaruit blijkt dat LEP, net als LED, de langste levensduur heeft. Bovendien is het ook goed voor het milieu: in vergelijking met andere bronnen wordt er met een lager verbruik evenveel of meer licht uitgezonden.

Bibliografie

Documenten 

  • Abdeslam, Hafidi. “Increased Collection Efficiency of LIFITM High Intensity Electrodeless Light Source.” SPIE08, San Jose, 22 januari, 2008.
  • Coaton, J. R., M. A. Cayless, and Alfred Michael Marsden. Lamps and lighting. Arnold, 1997.
  • Gilliard, Richard. DeVincentis, Marc. Hafidi, Abdeslam. O’Hare, Daniel. Hollingsworth, Gregg. “Longitudinally mounted light emitting plasma in a dielectric resonator” Journal of Physics D: Applied Physics 44: 1
  • Luxim. “AN005 LIFI-ENT-30 Solution For Entertainment Lighting (Moving Head).” http://www.lifi.com/pdfs/AN005_EntertainmentLighting.pdf
  • Luxim. “Clean Lighting Solutions.” http://luxim.com/downloads/lep-brochure.pdf
  • Martin, Thomas Commerford. The inventions, researches and writings of Nikola Tesla. New York: Press of McIlroy & Emmet, 36 Cortlandt St., N. Y., 1894. http://www.gutenberg.org/ebooks/39272 (benaderd 20 mei, 2012).
  • Meulebroeck, W. “Laboratories in Photonics Research, MO 3&4: Optical Components”, 2012 2011.
  • Richard P. Gilliard, Marc DeVincentis, Member, IEEE, Abdeslam Hafidi, and Daniel O’Hare, Gregg Hollingsworth. “Operation of the LiFi Light Emitting Plasma in Resonant Cavity.” IEEE Transactions on Plasma Science 39, no. 4 (April 2011): 8.
  • Stroh, Steve. “Unintended Consequences of High-Efficiency Lighting.” Broadband Properties Magazine, april 2002. http://www.broadbandproperties.com/2002%20issues/april%2002/rf%20lighti… (benaderd 14 december, 2012).
  • Walker, Dale S. “Lamp Apparatus With Reflective Ceramic Sleeve Holding A Plasma That Emits Light.” U.S. Patent 5.949.180. Ingediend 20 december, 1996. Uitgereikt 7 september, 1999

Internet

Universiteit of Hogeschool
Audiovisuele Technieken: Podiumtechnieken
Publicatiejaar
2013
Kernwoorden
Share this on: