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了解LED照明發展5大前沿技術

發布時間:2019-07-19 15:21 浏覽次數: 次

鄧小平說:“科學技術是第一生産力”。誠然,“社會發展靠科技,科技進步靠創新”。LED照明領域的發展,同樣需要尋求突破,不斷邁進,不能固步自封。八月已經到來,回顧近幾天以來,國内外各項新技術取得突破的好消息頻現。

  一、超快速LED發光設備

  美國杜克大學有研究者最近研發出了一種可在1秒鐘内開合900億次的LED發光設備,可作為光計算技術的應用基礎。

  扒一扒:現在大家天天離不開智能手機,天天要充電,但可能不是很多人知道,一塊小小的電池内部擁有多達數十億的晶體管,使用了可在每秒開合數十億次的電子來進行供電。而在最近,美國杜克大學研究者研發出了一種可在1秒鐘内開合900億次的LED發光設備,可以作為光計算技術的應用基礎。接下來,隻要研究者繼續努力,開發出能夠快速開合的光源,讓微芯片能夠使用光子取代電子來處理和傳輸數據,計算機的運行速度就能得到大幅提升。據介紹,激光雖然能滿足這種要求,但由于存在能耗過高和發射裝置體積過大的問題,不适合在計算機内部工作。現在,杜克大學所開發出的這種快速發光設備,預示着研究者們距離制作出适合光計算機使用的光源又近了一步。革命雖然尚未成功,離成功卻又近了一步,也實在可喜可賀。

  二、磷烯發光材料

  澳州國立大學科學家最近在磷薄層的研究中發現了發光的特性,可望為超薄且超輕的太陽能(PV)電池與發光二極體(LED)應用開啟一線曙光。

  扒一扒:相對于前段時間火了一把的石墨烯,“磷烯”(phosphorene)這個名字恐怕來得有點陌生。與石墨烯比較,磷烯是一種更像矽(Silicon)的半導體,衆所周知,矽是目前電子技術的基礎。科學家團隊這次創造出的磷烯,是采用與發現石墨烯赢得諾貝爾物理獎一樣的方法,即利用膠帶重覆在黑色結晶形式的磷中剝離出越來越薄的晶體層。據研究人員稱,因為磷烯的表面狀态可被最小化,它和表面狀态厚重而無法用于輕薄狀态的矽不同。磷烯在薄層中的表現更優于矽。除了打造出比矽更輕薄的半導體,磷烯還具有發光特性以及厚度各不相同的疊層,能夠實現更靈活的生産制造。由于磷烯既輕且薄,從而為制造許多有趣的裝置創造了機會,例如LED或太陽能電池,展現了十分具有前景的發光特性。

  三、能發白光的激光器

  美國科學家首次研制出了一款能發白光的激光器。研究人員表示,白光激光器比發光二極管(LED)更亮且能效更高,未來将在照明和無線通訊領域發揮重要作用。

  扒一扒:已在多個領域應用廣泛的激光,一直有個短闆:隻能發出單一波長的光。為了解決這一問題,一款能發白光的激光器出現了。美國亞利桑那州立大學的研究團隊最近研制出一種新奇的納米薄片。這塊纖細半導體的大小僅為頭發絲的五分之一,厚度僅為頭發絲的千分之一,它擁有三個平行的部分,每部分能發出紅、藍、綠當中一種顔色的激光。當三原色“相遇”時,就出現白色激光。這一最新研究成果,讓激光替代LED成為主流光源又向前邁進了一步。而該研究另一重要應用,或将包括可見光通訊領域(LiFi),展望未來,室内照明系統或也可用于通訊。目前盛行的“WiFi”使用的是無線電波,LiFi的速度可以達到WiFi的10多倍。然而,強中自有強中手、一山還有一山高,據稱,白色激光WiFi的速度,可能是基于LED的LiFi的10到100多倍。遺憾的是,要将這種發白光的激光器應用于現實中的照明或顯示屏系統内,還有很大的障礙等待解決。還是那句,“革命……”

  四、可調色石墨烯LED

  清華大學近日制成了可調色石墨烯LED,這種新型LED突破了現有顯示器件的顔色合成方式,有望對顯示屏、照明燈具和通訊技術産生革命性影響。

  扒一扒:上面說了這麼多給力的國外科技研究者,國内科學家們可也不是省油的燈。據了解,發光二極管(LEDs)的發光顔色和波長均由發光材料決定,一旦制備完成,兩個屬性就被确定下來。目前,用一個LED來改變燈光顔色的想法很難實現的。日前,清華大學研究小組從兩種不同形式的石墨烯中制作出了新型發光材料,第一次在基于石墨烯材料的發光系統中證明,僅用一個LED就可調整出不同顔色的光。這次研究小組研制的可調色石墨烯LED,覆蓋了除深藍色和紫羅蘭色以外的整個可見光光譜所有顔色。另據報道,這種新型LED突破了現有顯示器件的顔色合成方式,還有望對顯示屏、照明燈具和通訊技術産生革命性影響。由于光的顔色會随特定化學物質而改變,這類器件還可能用于制備特殊的傳感器。難怪專家們對此給予了極高評價:“這項工作有望在發光器件領域拓展新的研究方向”,“這項工作令人激動且具有影響力”。

  五、世界最強激光設備

  日本大阪大學科學家表示,使用的“快速點燃激光儀(LFEX)”能夠産生2千萬億瓦激光束,是目前能夠發射世界最強能量的激光束。

  扒一扒:《星球大戰7·原力覺醒》即将卷土重來,熟悉這系列科幻巨片電影的朋友,估計都要暴露年齡了。無論如何,各位“星戰迷”們也一定對當中的“死星武器”印象深刻。近日有聞日本大阪大學研究人員使用的“快速點燃激光儀(LFEX)”能夠産生2千萬億瓦激光束,據指,這個非常像科幻電影中“死星武器”的激光束。研究人員從低能量設備制造高能量輸出,僅通過1微微秒(萬億分之一秒)發射激光束。為了放大激光束功率,能量将應用于100米長LFEX設備的玻璃嵌闆上,進行逐級放大。據了解,5萬瓦激光束能夠擊落1.6公裡之外的無人機。在此之前全球隻是美國德克薩斯大學制造了1千萬億瓦激光,日本大阪大學最新激光設備能夠制造2千萬億瓦激光,該研究小組還表示,未來激光設備将制造10千萬億瓦激光。LFEX激光設備當前也主要是科學研究價值,尚未投入實際應用。

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