“光回收”让白炽灯有望逆袭LED

自19世纪出现以来，传统白炽灯泡给人类带来了巨大的好处。然而，近年来，由于其极低的能源效率，人类已经逐渐淘汰白炽灯，青睐更环保的产品。然而，这种情况有一天可能会逆转。美国科学家开发了一种新型白炽灯泡，可以有效回收光。研究人员表示，如果这项技术能够实现其潜力，它将比今天常见的节能灯节省更多的电力，包括紧凑型荧光灯和发光二极管灯泡。

白炽灯的工作原理是将一根细线(通常是钨)加热到大约2700摄氏度的极高温度。热量使电线发出可见光，同时产生大量不可见的过量辐射(包括红外线)。这意味着白炽灯浪费了超过95%的能量，其中大部分被转化为热量。因此，节能灯日益增多，取代了白炽灯。

但是如果我们可以利用这些额外的热量和能量呢？这正是麻省理工学院的研究人员所做的。他们发明了两级“光回收”白炽灯。第一阶段与传统方法相同。但是在第二阶段，研究人员在灯丝附近放置了一个结构。这种结构是由一种光子晶体构成的，它可以捕获多余的辐射，并将其反射回灯丝，使其被重新吸收并作为可见光重新发射出去。

研究人员面临的挑战是找到既能反射红外辐射又能透过可见光的合适材料。他们的主要发展是设计一种光子结构，它能透过可见光并从不同角度反射红外线。普通的光子滤波器只能处理单一的入射角，而它们需要扩展到所有的角度。

研究人员开发的纳米光子干涉系统将传统白炽灯的能效提高了近三倍，从2%-3%提高到6.6%。虽然这不如紧凑型荧光灯(7%-13%)和发光二极管灯(5%-13%)好，但他们相信这项技术的未来前景可以达到40%。换句话说，白炽灯有一天可能会回到超市货架上。

但是在那一天到来之前，我们仍然应该使用今天的节能灯，正如研究人员所说:

LED灯是好东西，人们应该买。然而，理解“光和热”的这些基本性质是非常重要的。