Rensselaer研究人员详细介绍了智能照明在科学上的潜力欧洲杯线上买球

据介绍,目前正在开发的“智能”固态光源不仅具有显著节能的潜力,而且还为远远超出传统白炽灯和荧光灯照明的应用提供了新的机会弗雷德·e·舒伯特金钟圭伦斯勒理工学院

在2005年5月27日发表在该杂志上的一篇文章中欧洲杯线上买球,作者描述了目前正在进行的将照明转变为“智能”照明的研究,预计将在医药、交通、通信、成像和农业等不同领域带来好处。控制基本光特性(包括光谱功率分布、偏振和色温)的能力将允许“智能”光源适应特定环境和要求,并承担白炽灯或荧光灯不可能实现的全新功能。

例如,舒伯特和金教授表示,“智能”固态光源有潜力调整人类的昼夜节律,以配合不断变化的工作日程,让汽车在不知不觉中与后面的汽车沟通,或者在北方气候条件下种植不合季节的草莓。

Rensselaer未来芯片群Wellfleet资深星座教授Schubert和博士后研究员Kim说,与传统白炽灯或荧光灯相比,发光二极管(led)等固态光源已经提供了节能和环境效益。物理学的基本原理对白炽灯和荧光灯的效率的限制远远大于对固态灯的限制。理论上,拥有完美材料和设计的固态设备只需要3瓦就能产生60瓦白炽灯发出的光。欧洲杯足球竞彩

固态电源有可能将目前22%的照明用电减少一半。例如,使用led的交通灯只消耗白炽灯信号功率的十分之一。进一步发展固态光源以取代传统照明将减少能源消耗和对石油的依赖,并减少温室气体、导致酸雨的二氧化硫和汞的排放。

然而,正是由于固态光源的光谱含量、发射模式、偏振、色温和强度等基本特性的控制,使得这些光源能够提供全新的功能。例如:

  • 最近的研究表明,被认为与人类昼夜节律或醒-睡节律有关的人眼神经节细胞,最能接受晴朗天空下正午经历的蓝色光谱范围的光。根据物理学的基本定义,这种光的色温很高,而晚光的色温要低得多。具有调节色温能力的照明有益于人类健康、情绪和工作效率。
  • 快速调节led光源的能力使这些灯有可能通过人类肉眼无法感知的快速闪烁来感知和传播信息。例如,汽车刹车灯可以向后面的汽车传达紧急刹车动作。
  • 通过控制显微镜中使用的光的光谱组成、偏振和色温,可以极大地提高图像的清晰度,使研究和医疗应用中的生物细胞能够实时识别、计数和分类。
  • 控制生长光的光谱组成将提供一种节能的方法来种植水果和蔬菜,在季节以外或在气候通常不繁荣的地方。

舒伯特和金认为,为了实现这些好处,需要在材料、设备设计和制造以及将固态元件包装成灯具等方面进行改进。欧洲杯足球竞彩例如,研究人员必须学会如何在提高内部量子效率的情况下种植紫外线、绿色、黄绿色和黄色发射器。

为了有效地从LED芯片和封装中提取光,需要新的方法,如由舒伯特领导的团队最近开发的全向反射器.目前正在采取几种策略来提高每个封装的功率,包括扩大芯片面积,扩大电流密度,以及提高最大允许工作温度。

舒伯特和金姆说,缩放尤其有趣,因为它让人想起几十年来硅技术成功地缩小了计算机的体积,同时提高了它们的能力。作者说,LED芯片尺寸和电流密度的扩大将大大降低成本,将LED引入办公室、家庭,甚至可能是餐厅吊灯。此外,低成本的固态照明设备将有助于开发各种全新的智能照明功能。

参见伦斯勒在线研究杂志2004年夏季关于伦斯勒“智能”照明的专题:http://www.rpi.edu/research/magazine/summer04/lrc.html

http://www.rpi.edu/

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