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LED照明发展5大前沿技术

来源:新兴产业战略智库    时间:2015-08-04    【字体:

  邓小平说:“科学技术是第一生产力”。诚然,“社会发展靠科技,科技进步靠创新”。LED照明领域的发展,同样需要寻求突破,不断迈进,不能固步自封。八月已经到来,回顾近几天以来,国内外各项新技术取得突破的好消息频现。

  一、超快速LED发光设备

  美国杜克大学有研究者最近研发出了一种可在1秒钟内开合900亿次的LED发光设备,可作为光计算技术的应用基础。

  扒一扒:现在大家天天离不开智能手机,天天要充电,但可能不是很多人知道,一块小小的电池内部拥有多达数十亿的晶体管,使用了可在每秒开合数十亿次的电子来进行供电。而在最近,美国杜克大学研究者研发出了一种可在1秒钟内开合900亿次的LED发光设备,可以作为光计算技术的应用基础。接下来,只要研究者继续努力,开发出能够快速开合的光源,让微芯片能够使用光子取代电子来处理和传输数据,计算机的运行速度就能得到大幅提升。据介绍,激光虽然能满足这种要求,但由于存在能耗过高和发射装置体积过大的问题,不适合在计算机内部工作。现在,杜克大学所开发出的这种快速发光设备,预示着研究者们距离制作出适合光计算机使用的光源又近了一步。革命虽然尚未成功,离成功却又近了一步,也实在可喜可贺。

  二、磷烯发光材料

  澳州国立大学科学家最近在磷薄层的研究中发现了发光的特性,可望为超薄且超轻的太阳能(PV)电池与发光二极体(LED)应用开启一线曙光。

  扒一扒:相对于前段时间火了一把的石墨烯,“磷烯”(phosphorene)这个名字恐怕来得有点陌生。与石墨烯比较,磷烯是一种更像硅(Silicon)的半导体,众所周知,硅是目前电子技术的基础。科学家团队这次创造出的磷烯,是采用与发现石墨烯赢得诺贝尔物理奖一样的方法,即利用胶带重覆在黑色结晶形式的磷中剥离出越来越薄的晶体层。据研究人员称,因为磷烯的表面状态可被最小化,它和表面状态厚重而无法用于轻薄状态的硅不同。磷烯在薄层中的表现更优于硅。除了打造出比硅更轻薄的半导体,磷烯还具有发光特性以及厚度各不相同的叠层,能够实现更灵活的生产制造。由于磷烯既轻且薄,从而为制造许多有趣的装置创造了机会,例如LED或太阳能电池,展现了十分具有前景的发光特性。

  三、能发白光的激光器

  美国科学家首次研制出了一款能发白光的激光器。研究人员表示,白光激光器比发光二极管(LED)更亮且能效更高,未来将在照明和无线通讯领域发挥重要作用。

  扒一扒:已在多个领域应用广泛的激光,一直有个短板:只能发出单一波长的光。为了解决这一问题,一款能发白光的激光器出现了。美国亚利桑那州立大学的研究团队最近研制出一种新奇的纳米薄片。这块纤细半导体的大小仅为头发丝的五分之一,厚度仅为头发丝的千分之一,它拥有三个平行的部分,每部分能发出红、蓝、绿当中一种颜色的激光。当三原色“相遇”时,就出现白色激光。这一最新研究成果,让激光替代LED成为主流光源又向前迈进了一步。而该研究另一重要应用,或将包括可见光通讯领域(LiFi),展望未来,室内照明系统或也可用于通讯。目前盛行的“WiFi”使用的是无线电波,LiFi的速度可以达到WiFi的10多倍。然而,强中自有强中手、一山还有一山高,据称,白色激光WiFi的速度,可能是基于LED的LiFi的10到100多倍。遗憾的是,要将这种发白光的激光器应用于现实中的照明或显示屏系统内,还有很大的障碍等待解决。还是那句,“革命……”

  四、可调色石墨烯LED

  清华大学近日制成了可调色石墨烯LED,这种新型LED突破了现有显示器件的颜色合成方式,有望对显示屏、照明灯具和通讯技术产生革命性影响。

  扒一扒:上面说了这么多给力的国外科技研究者,国内科学家们可也不是省油的灯。据了解,发光二极管(LEDs)的发光颜色和波长均由发光材料决定,一旦制备完成,两个属性就被确定下来。目前,用一个LED来改变灯光颜色的想法很难实现的。日前,清华大学研究小组从两种不同形式的石墨烯中制作出了新型发光材料,第一次在基于石墨烯材料的发光系统中证明,仅用一个LED就可调整出不同颜色的光。这次研究小组研制的可调色石墨烯LED,覆盖了除深蓝色和紫罗兰色以外的整个可见光光谱所有颜色。另据报道,这种新型LED突破了现有显示器件的颜色合成方式,还有望对显示屏、照明灯具和通讯技术产生革命性影响。由于光的颜色会随特定化学物质而改变,这类器件还可能用于制备特殊的传感器。难怪专家们对此给予了极高评价:“这项工作有望在发光器件领域拓展新的研究方向”,“这项工作令人激动且具有影响力”。

  五、世界最强激光设备

  日本大阪大学科学家表示,使用的“快速点燃激光仪(LFEX)”能够产生2千万亿瓦激光束,是目前能够发射世界最强能量的激光束。

  扒一扒:《星球大战7·原力觉醒》即将卷土重来,熟悉这系列科幻巨片电影的朋友,估计都要暴露年龄了。无论如何,各位“星战迷”们也一定对当中的“死星武器”印象深刻。近日有闻日本大阪大学研究人员使用的“快速点燃激光仪(LFEX)”能够产生2千万亿瓦激光束,据指,这个非常像科幻电影中“死星武器”的激光束。研究人员从低能量设备制造高能量输出,仅通过1微微秒(万亿分之一秒)发射激光束。为了放大激光束功率,能量将应用于100米长LFEX设备的玻璃嵌板上,进行逐级放大。据了解,5万瓦激光束能够击落1.6公里之外的无人机。在此之前全球只是美国德克萨斯大学制造了1千万亿瓦激光,日本大阪大学最新激光设备能够制造2千万亿瓦激光,该研究小组还表示,未来激光设备将制造10千万亿瓦激光。LFEX激光设备当前也主要是科学研究价值,尚未投入实际应用。

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