Madis Raukas - manipulatsioonid valgusega

Kui Eestis on aasta pimedaim aeg, kohtume füüsik Madis Raukasega, kes uurib Bostoni lähistel asuvas maailma juhtivas valguslaboris just võimalusi valguse saamiseks, täpsemalt luminofoore – materjale, mis kiirgavad valgust. Mullu tuli Raukase koordineeritud töörühm välja kogu maailma valgusteaduse jaoks olulise arendusega, avaldades artikli selle kohta, kuidas saada rohkem valgust valgusspektri rohelises ja kollases piirkonnas. Tänu uuele tehnoloogiale ja materjalidele on nüüd võimalik saavutada selliseid valgustugevusi, mis enne olid kättesaamatud. Näiteks telepildis, kus rohelise värvi parema projitseerimise üle on pikka aega vaeva nähtud. Võimalus rohelist ekraanil nähtavalt lisada, muudab pilti oluliselt.

Tahke keha füüsikast valguseni

Madis Raukas räägib oma teadustee algusest Tartu Ülikooli Füüsika Instituudi laserspektroskoopia laboris ning jõudmisest luminofooride uurimiseni Osram Sylvanias.

Uurimistööst labori tolmuvabas ruumis

Kõiksugu eksperimendid valgusdioodide, nende materjalide ja moodulitega, viiakse läbi labori tolmuvabas ruumis. Madis Raukas selgitab, kuidas käib laboris materjalide uurimine ja genereerimine. Lisaks räägib ta lahti luminesseeruvate materjalide olemuse ja viisid, kuidas neid valgustite arendamisel kasutatakse ning probleemid, millega insenerid laboris töötades vaeva näevad.

Dioodid ja luminofoorid

Madis Raukas näitab laboris, millised näevad välja imepisikesed osad- poole millimeetrise küljepikkusega struktuurid, mis kiirgavad pooljuhtides valgust. Lisaks demonstreerib ta väljanägemiselt värvikirevaid luminesseeruvaid aineid, mille segamisel vastavas vahekorras on võimalik saada nende kiirgusspekter selliseks, mis vastab meie soovidele valge valguse osas.

Keraamilistest luminofooridest

Madis Raukase juhitud uurimisgrupp on välja töötanud innovaatilise viisi, kuidas saada rohkem valgust valgusspektri rohelises ja kollases piirkonnas. See uudne tehnoloogia tähendab põhimõtteliselt keraamilisi luminofoore, mille töövõime on märksa kõrgem tänu temperatuuri väiksemale tundlikkusele ja võimalusele määrata spektrite täpset asukohta. Tänu sellele on võimalik paljudes rakendustes saavutada selliseid valgustugevusi, mis enne olid kättesaamatud.

Uute valgustite omadustest

Mille poolest erinevad uued ja vanad lambid? Madis Raukas demonstreerib erinevaid traditsioonilisemaid ja kaasaegsemaid valgusteid, selgitades, millised omadused on hõõglambil, LED-lambil, säästulambil, halogeenlambil.

Erinevate valgustite tööpõhimõtetest

Läbi ajaloo on inimesed kasutanud mitmeid erinevaid viise kunstliku valguse loomiseks. Madis Raukas selgitab, millised on erinevate valgustite tööpõhimõtted: kuidas tekib valgus hõõglambis, gaaslahenduslabis, fluoressentslambis ja LED-lambis.

Akadeemilisest ja rakenduslikust teadusest

Ülikooli lõpetades võib värske kraadiomanik suunata oma pilgu kas ülikoolide juures tegelevate teoreetilist teadust viljelevate laborite poole või hakata arendama midagi praktilist ja otsustada rakendusliku teadustöö kasuks. Madis Raukas kirjeldab, kuidas USA-s teadlasi erinevates väljundites rakendadakse ja kuidas on tööstusettevõtete ja ülikoolide vaheline koostöö korraldatud.

Madis Raukas on eestlasest füüsik, kes tegeleb luminestsentsil põhinevate valgusallikate arendamisega. Madis Raukas omandas füüsikadoktori kraadi Georgia Ülikoolis Ameerika Ühendriikides, kus ta uuris stsintsillaatoreid ja muid valgustkiirgavaid materjale professorite Wiiliam Yeni ja Uwe Happeki käe all, et mõista effektiivse või kadudega toimuva konversiooni kriteeriume. 1997. aastal alustas ta tööd Osram Sylvania Põhja-Ameerika Keskuurimislaborites Bostoni lähedal, ning on sellest alates tegelenud erinevate optiliste süsteemide arendamisega valgustustööstuse tarbeks, sealhulgas pooljuhtide ja luminofooridega…

Loe edasi (ja täienda) Vikipeediast

Roheline Kool

Seekordsed kooliviktoriiniküsimused:

  1. Millise lahenduse on välja pakkunud Madis Raukase töörühm, et saada rohkem valgust valgusspektri kollases ja rohelises piirkonnas? Selgita lühidalt sõnade „fosfor“ ja „fosfoor“ tähendusi.
  2. Millise inimesele nähtamatu valgusspektri osa abil leiavad porod lume seest toiduks samblikke?
  3. Isa pärines Jõhvi kihelkonnast, ise sündis ta Sankt Peterburgis Jekaterinhofis. Juba 10-aastaselt rajas koju keemialabori. Töötas veskipoisina Eestis ja õpetajana Venemaal, osales 1924. aastal Oudova delegatsiooni juhina Lenini matustel. 1951. aastal asus tööle Tartu ülikoolis, pannes aluse luminestsentsiuurijate koolkonnale Eestis. Kellest on jutt?

Loe lähemalt viktoriinist Roheline Kool!

Lisalugemist-vaatamist

Luminofoorid (TÜ Füüsika Instituudi põhjalik ülevaade)

Luminofoorid on ained, mis kiirgavad luminestsentskiirgust, st valguskiirgust, mille spektraalne koostis ja intensiivsus ei vasta aine temperatuurile. (Temperatuuril 293 K (20 ºC) vastab musta keha kiirgusmaksimumile lainepikkus 10 mm.) Tuntud luminofoorideks on vase jt ioonidega aktiveeritud tsinksulfiid (ZnS:Cu) ja orgaaniline värvaine fluorestseiin…

Mida teha siis, kui säästulamp kodus puruneb ja selle sees olev eluohtlik elavhõbe välja tuleb? Vaata videot, kus Andres Uustalu räägib katki läinud säästulambi koristamisest.

See, kuidas inimesed end ümbritsevate esemete värve tajuvad, oleneb otseselt sellest, millised lambid neid ümbritsevat keskkonda valgustavad. Vaata videot, kus psühholoog Jüri Allik räägib valgustite mõjust inimese värvitajule.

Teaduslikud artiklid

Electronic structure and associated properties of
Gd2O2S : Tb3`
(pdf, 3lk) Journal of Luminescence, 2000.

Lighting market to push HB-LEDs into next manufacturing phase
Ülevaatlik artikkel LED-valgustite tootmisest. UBM Electronics, 2010

A scattered wave model of electronic structure of Eu2+ in BaMgAl10O17 and associated excitation processes Journal of Luminescence, 2001. (pdf, 11lk)

Madis Raukas meedias

Madis Raukas: inseneridele on koostöö tööstusettevõtetega väga viljakas (ERR, 2012)

Raadiosaade KÖP: “Püramiidi tipus. Madis Raukas.” (Vikerraadio, 2012)

“Nädala portree — Saage tuttavaks: dr. Madis Raukas”  (Estonian World Review, 2005)

  • Toetajad

    ESF TeaMe Archimedes      Haridus- ja Teadusministeerium