Green Photonics
ปัจจุบันหลายๆ องค์กรและหน่วยงานในภาครัฐและเอกชนได้พยายามที่จะลดการใช้พลังงานลงโดยที่ไม่ส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพในการทำงานที่จะต้องผลิตผลงานหรือสร้างรายได้ในปริมาณเท่าเดิมหรือดีกว่า แนวทางที่ทุกฝ่ายได้เล็งเห็น คือ การปรับเปลี่ยนพฤติกรรมการใช้พลังงาน และ การนำเทคโนโลยีที่ช่วยในการประหยัดพลังงานเข้ามาช่วย
การใช้โฟโทนิกส์ในชีวิตประจำวัน
สำหรับเทคโนโลยีโฟโทนิกส์เองได้มีส่วนอย่างมากในปัจจุบันและจะเพิ่มบทบาทมากขึ้นในอนาคตสำหรับการเข้ามามีส่วนร่วมในสิ่งของและเครื่องใช้ต่างๆ ที่อยู่รอบๆ ตัวเรา เพื่อตอบสนองในเรื่องของพลังงานและสิ่งแวดล้อม ยกตัวอย่างเช่น
- แผงเซลสุริยะที่ทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานแสงให้เป็นพลังงานไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นทุกปี
- กระจกเคลือบฟิล์มบางพิเศษที่ช่วยสะท้อนแสงอินฟราเรดหรือคลื่นความร้อนออกไปทำให้ภายในอาคารหรือภายในรถยนต์เย็นลง
- ฟิล์มบางที่ออกแบบมาเป็นพิเศษสำหรับเคลือบอยู่บนกระจกเพื่อให้ทำความสะอาดได้ด้วยตัวเองก็ทำให้ประหยัดน้ำและค่าใช้จ่ายโดยรวมในการทำความสะอาด
- แหล่งกำเนิดแสงอัลตราไวโอเล็ตที่ใช้พลังงานลดลง มีความยาวคลื่นของแสงที่สั้นลง (พลังงานของแสงสูงขึ้น) มีอายุการใช้งานที่นานขึ้น เพื่อนำมาใช้ในการยับยั้งการเจริญเติบโตของเชื้อโรคในอากาศหรือในน้ำแทนการใช้สารเคมีหรือสารชีวภาพ
- จอแสดงผลแบบแบนที่ใช้ผลึกเหลว และ แหล่งกำเนิดแสงชนิด Light Emitting Diode (LED) เข้ามาช่วย
- แหล่งกำเนิดแสงชนิด LED ที่เริ่มเข้ามามีบทบาทในด้านไฟส่องสว่างหรือไฟสัญลักษณ์ติดที่ยานพาหนะ และ จะเห็นความสำคัญมากขึ้นเมื่อระดับความสว่างเหมาะสมที่จะใช้ภายในอาคารแทนหลอดไฟฟลูออเรสเซนต์
- แหล่งกำเนิดแสงชนิด Organic LED ที่ใช้สารอินทรีย์เป็นตัวกำเนิดแสง ชี้ให้เห็นถึงการใช้วัสดุที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น
- การใช้แสงมาช่วยในการตรวจวัดคุณภาพอากาศ น้ำแ และ ผลิตผลที่ได้จากการเกษตร ช่วยลดการใช้สารเคมีในการตรวจวัดได้
- เลเซอร์ชนิดใหม่สำหรับใช้เจาะ เชื่อม และ ตัด โลหะ เริ่มมีประสิทธิภาพมากขึ้นจากเดิมที่ใช้เลเซอร์คาร์บอนไดออกไซด์ที่มีประสิทธิภาพในการเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้ามาเป็นพลังงานแสงที่ 20% หรือ เลเซอร์ที่ใช้แสงจากเลเซอร์ไดโอดมากระตุ้นที่มีประสิทธิภาพในการเปลี่ยนพลังงานที่ใช้กระตุ้นมาเป็นพลังงานแสงที่ 3% มาเป็นเลเซอร์ที่ใช้ตัวกลางเป็นเส้นใยแก้วนำแสงที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้นเป็น 30% และลดการใช้ตะกั่วที่เป็นตัวประสานของโลหะลงไปในตัวด้วย
- การสื่อสารด้วยแสงระหว่างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ หรือ ระหว่างส่วนต่างๆ ภายในชิบวงจรรวมอิเล็กทรอนิกส์ รวมไปถึงการประมวลผลข้อมูลด้วยแสง เริ่มมีมากขึ้น ซึ่งงานวิจัยในส่วนนี้ได้มีชื่อว่า VLSI Photonics และ Silicon Photonics
คืออะไร
“Green Photonics” เป็นสัญลักษณ์ทางการค้าขององค์กร Optoelectronics Industry Development Association (OIDA) ของสหรัฐฯ ซึ่งเป็นองค์กรที่มีความร่วมมือกับหลายหน่วยงานจากมหาวิทยาลัย ภาครัฐ ภาคอุตสาหกรรม และองค์กรวิชาชีพ ในการสนับสนุนอุตสาหกรรม Optoelectronics (ญี่ปุ่นมีองค์กรลักษณะเดียวกันชื่อว่า OITDA: Optoelectronic Industry and Technology Development Association) องค์กร OIDA ได้ประมาณว่าในปี พ.ศ. 2563 หรืออีก 11 ปีหลังจากนี้ผลิตภัณฑ์ทางด้าน Green photonics จะมีสัดส่วนประมาณ 53% ของอุตสาหกรรม Optoelectronics หรือคิดเป็นมูลค่าประมาณ 261 พันล้านเหรียญสหรัฐ ตัวเลขนี้มาจากผลการสำรวจที่ได้เมื่อปีที่แล้ว (พ.ศ. 2551) ที่ผลิตภัณฑ์ทางด้าน Green Photonics มีสัดส่วนอยู่ที่ 8.1% (มูลค่าประมาณ 28.9 พันล้านเหรียญสหรัฐ) และมีอัตราการเติบโตอยู่ที่ 19.6% ต่อปี
ผลิตภัณฑ์ที่ OIDA มองว่าเป็น Green Photonics จะต้องตอบสนองประเด็นในเรื่องของการสร้างหรืออนุรักษ์พลังงานไฟฟ้า การลดปัญหาก๊าซเรือนกระจก การลดมลพิษ ผลกระทบต้องมีอย่างยั่งยืน และ สุขภาพของคนจะต้องดีขึ้น ซึ่งสัดส่วนในเรื่องของการอนุรักษ์พลังงานจะมีสัดส่วนที่สูงที่สุด ตามมาด้วยในเรื่องของการลดปัญหาก๊าซเรือนกระจก และ ลดมลพิษ ดังรูปที่ 1 ผลิตภัณฑ์ที่ OIDA นำมาพิจารณาแบ่งออกเป็น 7 ด้าน (1) อุปกรณ์ทางแสงเช่นกระจกสะท้อนแสง (2) จอแสดงผลแบบแบน (3) อุปกรณ์สื่อสาร (4) อุปกรณ์เก็บข้อมูล (5) เส้นใยแก้วนำแสง (6) เลนส์และเลเซอร์ และ (7) อุปกรณ์ส่องสว่าง
รูปที่ 1 สัดส่วนของผลิตภัณฑ์โฟโทนิกส์ที่มีผลกระทบในด้านต่างๆ (Laser Focus World Magazine, p. 19, April 2009)
ข้อควรคำนึง
อย่างไรก็ตาม สิ่งที่ต้องคำนึงมากคือพฤติกรรมการใช้ชีวิตของคนที่ต้องการความสะดวกสบายมากขึ้นจะส่งผลให้การประหยัดพลังงานไม่เป็นไปตามสิ่งที่ได้ส่งเสริมกันมา ยกตัวอย่างเช่น การนำเอาแหล่งกำเนิดแสงชนิด LED เข้ามาใช้จะช่วยให้ประหยัดพลังงาน และ ลดของเสียลงได้ เพราะ มีอายุการใช้งานที่นานหลักหมื่นชั่วโมง แต่ถ้ามีการนำอุปกรณ์พิเศษเข้ามาใช้ร่วมกับ LED เช่น ระบบควบคุมการทำงานของแหล่งกำเนิดแสง LED ด้วยความดัน (Pressure sensitive switch) สำหรับใช้ตรวจสอบการเหยียบแล้วทำให้แหล่งกำเนิดแสง LED ส่องสว่างอัตโนมัติจะทำให้มีการใช้พลังงานเพิ่มขึ้นมาจากระบบที่เพิ่มพิเศษเข้าไป นอกจากนี้ เมื่อแหล่งกำเนิดแสง LED ชนิดที่ให้ความสว่างสูง มีการใช้อย่างแพร่หลาย ก็จะเกิดการติดตั้งแหล่งกำเนิดแสงชนิดนี้ในหลากหลายที่ ในจุดนี้มลภาวะทางแสงจะกลายเป็นสิ่งที่ต้องคำนึงถึงในอนาคต
เอกสารอ้างอิง
L. Wirbel, “Bright future awaits green photonics market,” EE Times Asia, Sept. 15, 2008 (http://www.eetasia.com/ART_8800543981_NT_cdb3fb0c.HTM).
E.- H. Lee, “VLSI photonics: science and engineering of micro/nano-photonics,” IEEE Photonics Society’s Distinguished Lecture, Bangkok, Thailand, Feb. 10, 2009.
G. Overton, “Conference preview: OPTOmism to emphasize ‘green’ growth,” Laser Focus World Magazine, p. 19, April 2009
D. Chaffee, “Final Day of Green Photonics,” Optics & Photonics News Blog, May 21, 2009 (http://www.opn-osa.org/Blog/post/2009/05/).
M. S. Lebby, “Green photonics technology and markets,” Electronics Letters, Vol. 45, No. 20, Sept. 2009.
ความเห็น (0)
ไม่มีความเห็น