Der Blick auf seine Mails entlockt Dr. Andreas Bräuer einen Stoßseufzer der Überraschung. Die Unmenge an Anfragen, mit denen er seit einigen Monaten überhäuft wird, verblüfft den Abteilungsleiter für optische Systeme am Jenaer Fraunhofer-Institut für Optik und Feinmechanik.
"Uns hat überrascht, wie schnell alle Leute, oder alle Nutzer, die Licht bedürfen, da reagiert haben. Alle, die Licht brauchen, wollen das jetzt mit LED erzeugen. Heute sind die Planetarientechniker gekommen, die auch gerne ihre Halogenlampen ersetzen wollen."
Ersetzen durch die neuen Dünnschicht-LEDs, die OSRAM gemeinsam mit den Fraunhofer-Institut entwickelte. Normale Leuchtdioden streuen ihr Licht kugelförmig in alle Richtungen – auch dort, wo man es gar nicht benötigt - und sind dadurch nicht sehr effektiv. Bei den neuen Leuchtdioden sorgt ein aufwändiges System von Spiegeln und Prismen an der Rückseite dafür, dass die Photonen nur vorwärts aus der Diode fliegen. Das war allerdings nur der erste Schritt.
"Mit den Photonen, die nach vorne austreten, da hab ich auch erst mal eine Beleuchtung von einem Halbraum und keine sehr hohe Leuchtdichte."
Hier nun setzt die Arbeit der Jenaer Fraunhofer-Forscher ein. Sie entwickelten eine zweiteilige Optik: im ersten Teil werden die Lichtstrahlen durch Linsen und reflektierende Materialien eingefangen und gebündelt. Das Ergebnis ist ein zwar scharf umgrenzter Lichtfleck, aber dieser ist alles andere als ebenmäßig hell. Mit bloßem Auge sieht man helle und dunkle Flecken in ihm.
"Das ist ne Katastrophe, was Sie da haben."
Die Katastrophe wird aber durch die zweiten optischen Trick verhindert. Je nach Größe der LED sind in zwei Schichten Hunderte oder gar Tausende Halbmillimeter großer Linsen nebeneinander angeordnet. Der entscheidende Kniff ist dabei die Platzierung der Linsen, verrät Andreas Bräuer.
"Was eben die Kunst ist, dass der Brennpunkt jedes oberen Linschens genau fällt auf die Fläche des entsprechend zugeordneten unteren Linschens. So und das ist die Bedingung für eine optimale Durchmischung aller Strahlen, die vorn hier vorne kommen. Und optimale Durchmischung heißt, dass sich hinten alle Unterschiede ausmitteln."
Das Resultat der gemeinsamen Arbeit von Osram und den Jenaer Fraunhofer-Wissenschaftlern sind Leuchtdioden mit einer bislang unerreichten Lichtausbeute und einer extrem gleichmäßigen Ausleuchtung der Fläche. Das ist Vorrausetzung für den Durchbruch der LED zum Masseneinsatz:
"Das geht los von Signalleuchten für die Bahn. Zahnarzt- und Op-Leuchten werden damit gemacht. Da hat´s auch wieder fachliche Zwecke, sprich welche Gewebeart besonders durch Beleuchtung mit Licht aus einem bestimmten Wellenlängenbereich hervorgehoben werden kann. Es geht weiter zu den Autoscheinwerfern, die nächstes Jahr auf den Markt kommen werden, Straßenleuchten, und mehr und mehr wird die LED auch in die Raumbeleuchtung kommen."
Denn bei der Energiebilanz sieht es für die Glühbirne ganz trübe aus. Eine 100-Wattbirne strahlt mit lediglich 17 Lumen. Die Leuchtdiode leuchtet mit hundert Lumen je aufgenommenen Watt an Leistung und lebt dazu noch hundertmal länger. Die Zukunft, da ist sich Andreas Bräuer sicher, gehört der LED. Ob mit oder ohne Zukunftspreis.
"Uns hat überrascht, wie schnell alle Leute, oder alle Nutzer, die Licht bedürfen, da reagiert haben. Alle, die Licht brauchen, wollen das jetzt mit LED erzeugen. Heute sind die Planetarientechniker gekommen, die auch gerne ihre Halogenlampen ersetzen wollen."
Ersetzen durch die neuen Dünnschicht-LEDs, die OSRAM gemeinsam mit den Fraunhofer-Institut entwickelte. Normale Leuchtdioden streuen ihr Licht kugelförmig in alle Richtungen – auch dort, wo man es gar nicht benötigt - und sind dadurch nicht sehr effektiv. Bei den neuen Leuchtdioden sorgt ein aufwändiges System von Spiegeln und Prismen an der Rückseite dafür, dass die Photonen nur vorwärts aus der Diode fliegen. Das war allerdings nur der erste Schritt.
"Mit den Photonen, die nach vorne austreten, da hab ich auch erst mal eine Beleuchtung von einem Halbraum und keine sehr hohe Leuchtdichte."
Hier nun setzt die Arbeit der Jenaer Fraunhofer-Forscher ein. Sie entwickelten eine zweiteilige Optik: im ersten Teil werden die Lichtstrahlen durch Linsen und reflektierende Materialien eingefangen und gebündelt. Das Ergebnis ist ein zwar scharf umgrenzter Lichtfleck, aber dieser ist alles andere als ebenmäßig hell. Mit bloßem Auge sieht man helle und dunkle Flecken in ihm.
"Das ist ne Katastrophe, was Sie da haben."
Die Katastrophe wird aber durch die zweiten optischen Trick verhindert. Je nach Größe der LED sind in zwei Schichten Hunderte oder gar Tausende Halbmillimeter großer Linsen nebeneinander angeordnet. Der entscheidende Kniff ist dabei die Platzierung der Linsen, verrät Andreas Bräuer.
"Was eben die Kunst ist, dass der Brennpunkt jedes oberen Linschens genau fällt auf die Fläche des entsprechend zugeordneten unteren Linschens. So und das ist die Bedingung für eine optimale Durchmischung aller Strahlen, die vorn hier vorne kommen. Und optimale Durchmischung heißt, dass sich hinten alle Unterschiede ausmitteln."
Das Resultat der gemeinsamen Arbeit von Osram und den Jenaer Fraunhofer-Wissenschaftlern sind Leuchtdioden mit einer bislang unerreichten Lichtausbeute und einer extrem gleichmäßigen Ausleuchtung der Fläche. Das ist Vorrausetzung für den Durchbruch der LED zum Masseneinsatz:
"Das geht los von Signalleuchten für die Bahn. Zahnarzt- und Op-Leuchten werden damit gemacht. Da hat´s auch wieder fachliche Zwecke, sprich welche Gewebeart besonders durch Beleuchtung mit Licht aus einem bestimmten Wellenlängenbereich hervorgehoben werden kann. Es geht weiter zu den Autoscheinwerfern, die nächstes Jahr auf den Markt kommen werden, Straßenleuchten, und mehr und mehr wird die LED auch in die Raumbeleuchtung kommen."
Denn bei der Energiebilanz sieht es für die Glühbirne ganz trübe aus. Eine 100-Wattbirne strahlt mit lediglich 17 Lumen. Die Leuchtdiode leuchtet mit hundert Lumen je aufgenommenen Watt an Leistung und lebt dazu noch hundertmal länger. Die Zukunft, da ist sich Andreas Bräuer sicher, gehört der LED. Ob mit oder ohne Zukunftspreis.