Paul van Gerven
16 dec 2014

Onderzoekers van Amolf en Philips Research hebben een manier gevonden om de richting te manipuleren waarin leds licht uitzenden. Zij gebruikten piramidevormige nano-antennes die zorgen voor interferentie tussen de elektrische en magnetische component van licht. Met parameters als de hellingshoek en de hoogte van de structuurtjes kan een golflengte worden versterkt in de richting waarin licht moet worden uitgezonden, terwijl ongewenste kleuren juist de andere kant op kunnen worden gestuurd.

Bij een golflengte van ongeveer 650 nanometer werkt de afzonderlijke antenne maximaal, terwijl het collectief van antennes in het rooster piekt bij ongeveer 580 nanometer.

De lichtgevende materiaallaag in ledlampen stuurt in principe de helft van het geproduceerde licht in de ‘verkeerde’ richting. Veel ledlampen hebben daarom optische componenten aan boord om dit licht te ‘recyclen’, maar optimaal is deze situatie natuurlijk niet. Er wordt daarom al geruime tijd gespeeld met nanostructuren om de lichtproductie van leds te manipuleren.

Sinds kort is dit idee extra aantrekkelijk geworden, omdat er structuren zijn ontworpen die inwerken op zowel elektrische als de magnetische component van licht. Voorheen merkt alleen de elektrische iets van de nanostructuren, waardoor sowieso de helft van de lichtenergie ongemoeid bleef.

Met deze kennis in het achterhoofd besloten Amolf en Philips te verkennen in hoeverre aluminium piramidevormige structuren ledlampen zouden kunnen verbeteren. Zij kwamen erachter dat ze er twee golflengtes tegelijk mee kunnen manipuleren: individuele piramides hebben een effect, maar in een rooster geplaatst hebben de bouwsels ook een collectieve werking.