发光二极管（LED）和半导体激光器（LD）的应用前景展望

本文从ＬＥＤ和ＬＤ的特点和器件已达到的性能与水平展望其应用前景．目前ＬＥＤ和ＬＤ已在光纤通讯、显示器件、光存储、办公现代化、医疗、军事、检测等领域得到广泛应用显示出其蓬勃发展的应用前景．

数字电影LED放映系统国产化研制及发展建议

数字电影LED放映技术是一种新型电影放映模式,是继电影数字化之后的新一轮电影放映技术革新,将对电影摄制、发行、放映产生变革性影响,其将成为下一代数字电影放映的主流显示技术。本文在阐述数字电影LED放映系统技术特点和发展应用状况的基础上,聚焦LED母版制作、LED透声屏、LED显示屏光学性能及LED放映技术标准等数字电影LED放映系统关键技术国产化研发,并提出发展建议,进而为数字电影LED放映系统国产化研制提供借鉴,促进国产LED电影放映系统优化升级和市场应用。

温室园艺LED照明研究与应用现状

LED作为设施园艺光环境调控的优选光源和手段,节能、精准、长寿命且光效率高,可通过光质及其光强和光周期等光照属性的控制,调控植物光合作用和光形态建成,调节设施园艺作物生长发育、生物量和果实产量、开花及农产品品质,获得温室补光的效益。而且,基于时空光环境调控带来的显著效益,动态照明和立体照明应运而生,方兴未艾,应用前景广阔。本文总结了温室LED照明产品和应用领域,提出了动态照明和立体照明技术概念,总结了光质、光强和光周期植物调控的研究进展,重点阐述了光质调控植物园艺作物生长发育、产量、开花及农产品品质的研究进展,对未来温室LED补光产业发展前景进行了展望。

LED绿光在雏鹅高密度养殖模式中的调控作用

为探究两阶段LED绿光在雏鹅高密度饲养模式中的调控作用,确定适宜的光照方案。该研究基于生产实际,采用双因素试验设计(孵化光照×育雏光照),设置黑暗和绿光2种孵化光照,白光和绿光2种育雏光照,分析高密度饲养模式下孵化期和育雏期LED绿光照射对14 d雏鹅生长性能、肠道发育、血液激素、羽毛质量及啄羽行为的影响。结果表明,育雏期提供LED绿光能显著增加14 d雏鹅体质量、1~14 d日均体质量增量、日均采食量(P<0.05)并降低料重比(P<0.05),显著降低血液中五羟色胺、皮质酮含量及十二指肠隐窝深度(P<0.05),显著增加雏鹅胸腹部羽毛长度(P<0.05)、降低雏鹅背部裸露评分(P<0.01)及减少啄羽行为(P<0.001);种蛋绿光孵化可显著减少子代雏鹅啄羽时间和次数(P<0.05);而孵化光照和育雏光照在影响雏鹅各指标上无显著交互作用(P>0.05)。该研究证实了两阶段LED绿光对雏鹅高密度饲养模式中负面效应的正面调控作用,且育雏期提供绿光效果更好,可为鹅高效生产提供理论依据。

LED白光的亚甲蓝光化学法血浆病毒灭活研究

目的探讨LED白光的亚甲蓝光化学法对血浆中的病毒灭活效果。方法血浆中加入终浓度为1μM的亚甲蓝,以LED白光为光源,比较不同处理方式(10 cm/5 cm照射间距、单侧/双侧照射)、不同照射强度(30000 lx、35000 lx、40000 lx、45000 lx、50000 lx)和不同处理时间点(10 min、20 min、30 min)的血浆中凝血因子的活性及Sindbis病毒的灭活效果。结果在50000 lx照射强度下,随着照射时间的增加,血浆温度逐渐升高,升温幅度为5 cm间距>10 cm间距,双侧照射>单侧照射。5 cm/10 cm间距、单侧/双侧照射对凝血因子Ⅷ和纤维蛋白原(FIB)活性的影响均没有显著差异。以10 cm间距、双侧照射的处理方式作为病毒灭活装置条件参数,用30000 lx、35000 lx、40000 lx、45000 lx和50000 lx的光照强度分别照射5 min后,血浆中Sindbis病毒被灭活,滴度下降均>4 LogTCID50/0.1 mL;照射20 min后,血浆中凝血因子Ⅷ活性>70%、FIB活性>60%。光照强度与凝血因子损失的相关分析表明:不同的光照强度与凝血因子Ⅷ的活性损失没有相关性,光照的强度对FIB的影响表现在照射的20 min以内,照射强度越大FIB活性下降越严重,但照射30 min后不同的光照强度对FIB的影响已没有显著性差异。照射时间与凝血因子的损失高度相关,不同光照强度下凝血因子都随着照射时间的增加而损失。结论LED白光可以作为亚甲蓝病毒灭活方法的新光源,在合适的条件下有效灭活血浆中的病毒,并保留血浆中凝血因子的活性。

液晶汽车仪表LED背光硬件电路分析与设计

为了使液晶汽车仪表的背光灯在受到外界电气干扰的情况下能够保持稳定的输出电流、亮度不发生变化,对已使用的三种汽车仪表LED背光电路进行了研究和分析,提出了一种稳定性较高的硬件电路设计——仪表LED恒流源电路。该电路可通过调节精密电阻值来调节LED背光灯的亮度,设计方案简单、调整电流便捷、成本较低,在液晶汽车仪表市场中具有较高的应用价值。

紫龙膏联合LED红光对慢性难愈性创面愈合及TGF-β与PDGF的影响

目的探讨紫龙膏联合LED红光促进慢性难愈性创面的愈合情况以及对转化生长因子-β(transforming growth fator-β,TGF-β)和血小板源性生长因子(platelet-derived growth factor,PDGF)的影响。方法选取2022年1月至2023年1月湖南中医药大学第二附属医院收治的48例慢性难愈性创面患者,按随机数字表法分为对照组、LED组、紫龙膏组、紫龙膏+LED组,每组12例,连续干预28 d。计算各组创面愈合率;比较各组临床疗效;HE染色观察各组创面组织病理变化;免疫组织化学检测各组PDGF蛋白表达水平;Western blot检测各组TGF-β蛋白表达水平。结果紫龙膏组(100.00%)、紫龙膏+LED组(100.00%)临床有效率高于LED组(83.33%)、对照组(25.00%)(P<0.01)。与第14天比较,第28天紫龙膏组和紫龙膏+LED组的创面愈合率和PDGF、TGF-β蛋白表达水平均升高(P<0.05,P<0.01)。与对照组、LED组比较,第14、28天紫龙膏组和紫龙膏+LED组的创面愈合率和PDGF、TGF-β蛋白表达水平均升高(P<0.05,P<0.01)。与紫龙膏组比较,紫龙膏+LED组第14天的创面愈合率和TGF-β蛋白表达水平升高(P<0.05,P<0.01),第28天的创面愈合率和PDGF、TGF-β蛋白表达水平均升高(P<0.05)。结论紫龙膏联合LED红光治疗慢性难愈性创面的效果较好,其可能通过提高TGF-β与PDGF蛋白表达水平,促进创面毛细血管增生与成纤维细胞增生,从而加速创面的愈合。

UV-LED表面消毒辐射场的数学模拟体系的建立及试验验证

为了实现紫外发光二极管(Ultraviolet Light-Emitting Diodes,UV-LED)表面消毒器设计的优化、高效、智能化目的,研究建立了UV-LED表面消毒辐射场的数学模型,并进行了试验验证。根据该数学模型,编写了VBA(Visual Basic for Applications)程序,对辐射场进行了模拟和分析。结果显示,辐射模型的计算值与实测值接近,试验验证了辐射模型的可行性。试验进行了应用举例,当照射距离与灯间距的比值为0.4时,选择最大发光角90°的UV-LED可使辐射场最优化;当照射距离与灯间距的比值为0.8和1.6时,对应的最优选择分别是45°和30°的UV-LED。数学模型和相关计算方法为优化设计紫外线表面消毒设施提供了模拟、优化的有效工具。

不同波长LEDs光源对苦荞芽菜生长、生物活性物积累及抗氧化活性的影响

为探究不同波长LEDs光源对苦荞芽菜生长的影响,本研究以黑暗(D)作对照,采用单色红(R)、蓝(B)、绿(G)光源培养苦荞芽菜,收获后分别测定其形态指标、生物活性物积累量、类黄酮合成关键基因表达量及抗氧化活性指标,结果表明:B处理的苦荞芽菜下胚轴呈深红色,伸长生长受到强烈抑制,花青素、总黄酮及总酚积累量均最高,分别是D的7.18、2.96和2.49倍;R处理的下胚轴呈浅粉色,上述3种生物活性物积累量分别是对照的2.56、1.68和1.40倍;G处理的下胚轴伸长与R相似,外观呈透明白色,生物活性物积累量与对照无显著差异。B和R均强烈诱导类黄酮生物合成通路上关键结构基因表达,显著增加苦荞芽菜下胚轴抗氧化活性。此外,各单色光处理均未显著影响苦荞芽菜可食用部位的鲜重。由此可见,红、蓝LEDs光源可显著影响苦荞芽菜形态生长,并增加其生物活性物积累及抗氧化能力,以蓝光最佳。

OCC系统目标LED阵列解码算法研究

针对强日光环境下OCC(Optical Camera Communication)系统接收端解码困难的问题,提出了基于分段式线性灰度变换的Gradient-Harris解码算法。首先搭建一套OCC实验系统,接收端相机采集原始图像,利用标准相关系数匹配方法提取目标LED阵列区域。其次通过分段式线性灰度变换对目标LED阵列区域进行图像增强,利用Gradient-Harris解码算法进行目标LED阵列的形状提取和状态识别。实验结果表明,应用基于分段式线性灰度变换的Gradient-Harris解码算法,强日光环境下OCC实验系统的平均解码速率为128.08 bit/s,平均误码率为4.38×10^(-4),最大通信距离为55 m。

AlGaN基深紫外LED光源灭活柯萨奇病毒研究

为探究在高温热处理AlN模板上制备的不同发光波长AlGaN基LED器件对病毒的灭活效率,本工作在发光波长257~294 nm范围内制备了7组不同发光波长AlGaN基深紫外LED器件,并探究其对柯萨奇病毒灭活效率。实验结果表明,高温热处理AlN模板可以将AlN模板位错密度降低至1.33×10^(7)cm^(-2),为制备高效率AlGaN基LED器件奠定了良好基础;基于高温热处理AlN模板制备的AlGaN基LED器件,在灭活距离2 cm、紫外辐照时间30 s实验条件下,发光中心波长在257~278 nm之间的AlGaN基LED器件对柯萨奇病毒灭活率≥99.90%,而发光中心波长为288 nm、294 nm的LED对柯萨奇病毒灭活率仅为99.47%及96.15%。根据以上研究结果,波长在257~278 nm之间的AlGaN基LED器件适合在病毒消杀领域应用;在本工作实验条件下,波长大于288 nm的AlGaN基深紫外LED器件对病毒灭活效果较差。

两开关无电解电容LED驱动电路拓扑及控制策略

LED驱动电源常因含有平衡输入输出功率的电解电容而导致寿命大打折扣,为延长LED驱动电源的使用寿命以及提高其可靠性,该文提出一种两开关无电解电容LED驱动电路拓扑,该拓扑以反激变换器为基础,通过集成的辅助储能电容实现输入输出瞬时功率平衡,从而大大地减小了抑制输出电流低频纹波所需的电容器容值,实现无电解电容化,并充分吸收漏感能量,使电源效率得到提高。详细分析该电路拓扑的工作原理及各个模态,给出参数设计方法,并提出相应控制策略,最后,搭建一台35 W原理样机验证了该电路拓扑的可行性。

宽输入电压范围的软开关四路均流LED驱动器

为了应对LED的不同输入电压等级应用场合,提出了一种具有宽输入电压范围的四路LED驱动器。该驱动器将Buck-Boost结构集成到全桥网络中,通过不同的开关组合工作在不同的模式,从而获得宽增益。采用无源均流方式实现了四路LED输出均流。由于驱动器的工作特性,开关管无需添加无损缓冲电路即可在全范围内实现零电压开通。详细分析了该驱动器的调制策略、工作原理和性能。最后,搭建了一个69 W的实验样机,实验结果表明该驱动器的输入电压范围为17 V~216 V,均流误差低于3.7%,最大效率可达97.8%。

Micro LED车灯投影光学系统设计与优化

本文提出了一种基于Micro LED阵列的车灯投影方案,设计了以像素尺寸为80μm×80μm的200×150白光Micro LED阵列作为显示光源,视场角为16°×34°的车灯投影光学系统,并对物面倾斜角度和光学系统结构进行了优化。此外,分别采用反向畸变处理方法和像素灰度调制方法用以解决车灯投影图像的梯形畸变和照度均匀性问题,并搭建了投影实验平台,对图像校正方法进行了验证。实验结果表明:校正后图像梯形畸变系数p1,p2分别从0.0932和0.3680下降至0.0835和0.0373,像面照度均匀性从83.2%提高到93.2%。本文通过对基于Micro LED的倾斜投影车灯光学系统进行优化设计及采用图像校正方法,实现了高光效、低畸变的车灯投影。

LED红蓝光配比对番茄生长和光合的影响

以番茄品种‘普罗旺斯’为材料,在双拱钢架日光温室内进行人工补光试验,设置T1(2R3B,即红光/蓝光珠数配比R:B=2:3)、T2(4R1B)、T3(6R1B)、T4(7R1B)四组红蓝光处理,以不进行人工补光为对照(CK),探究温室番茄生长和光合响应最优的红蓝光配比。结果表明,在T1处理下35d后,番茄的株高、SPAD、蒸腾速率(Tr)和光化学淬灭系数(qP)较对照组分别显著提高26.7%、19.6%、107.6%和34.3%。在T3处理下35d后,番茄的茎粗、花朵数、净光合速率(Pn)、胞间CO_(2)浓度(Ci)、气孔导度(Gs)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)和电子传输速率(ETR)较对照组分别显著提高26.9%、38.6%、133.7%、5.9%、183.3%、31.3%和30.9%。在T4处理下35d后,最大光化学效率(Fv/Fm)较对照组分别显著提高4.0%。在对设施番茄进行不同配比红蓝光补光处理下,较对照组可显著促进番茄的生长及光合作用,在本试验设置的2R3B、4R1B、6R1B、7R1B四组红蓝组合光处理中,6R1B(红/蓝光珠数配比R:B=6:1)处理下各项指标表现的综合效果最佳,可为温室番茄栽培LED补光提供一定的理论指导。

三基色LED显示屏的设计与实现

LED显示屏因其低成本、高亮度、易维护等优势,逐渐成为主流的大型显示设备。文章描述了运用单片机H8/3048和FPGA芯片EPF10K10TC144-4作为主控制器件的LED显示屏设计方案,该方案运用单片机进行算法控制产生显示的数据信号和同步的控制信号。同时,运用FPGA搭建逻辑功能模块,用于接收信号,存储信号,将信号从串行输入变换成并行输出,再将信号传递给三极管功率驱动器件和LED显示屏,从而生成可静止、可上下左右移动显示的性能稳定的绿色、红色和橙色的三基色LED显示屏。

智能技术在室内LED照明设计中的应用

阐述智能照明技术在LED照明设计中的应用,介绍LED光谱分布的选取方法、照明灯具的种类。分析智能照明系统控制系统的组成、各组成部分的主要技术,以及智能化LED照明电路系统的设计。

基于LED反光杯系统的优化研究

在照明系统设计中,接收面的均匀照明以及光能的充分利用一直是光源设计急需解决的问题。目前在LED光源设计领域中,通常采用斯派罗法则分析和微分方程计算的方式进行照明效果优化,这些方式的优化层面较单一,周期长且误差较大。为了加强LED光源系统优化效率,同步提高光源系统的光照均匀度和能量利用率,论文提出了基于光照均匀度评价函数、能量利用率评价函数和综合性评价函数的优化设计算法。运用数值分析方法对单光源系统的反光杯第二面圆锥常数K与曲率半径R进行优化调整,实现整个反光杯光源系统的光照均匀度和能量利用率的同步优化。研究结果表明:利用该文算法优化后的系统比未优化的光源系统光照均匀度提高了14.2%,能量利用率提高了16.75%,与理想值的接近度提升了14.42%,验证了优化方法的可行性。在此基础上,论文进一步研究多光源系统阵列间距对系统光照均匀度和能量利用率的影响,得出光源阵列系统的最优阵列间距,在此间距下的光照均匀度与理想值的接近度为44.84%,能量利用率为88.84%,最终实现了光照均匀度和能量利用率均较好的矩形阵列光源系统。

不同光质配比的LED光源补光对水稻机插秧苗生长发育的影响

以甬优12和扬两优6号作为试验材料,育秧期间采用纯蓝LED光源、纯红LED光源及红蓝光质各50%配比光源补光,以自然光下育秧为对照,研究不同红蓝光质配比LED光源补光对水稻机插秧苗生长发育的影响。结果表明,不同光质配比的LED光源补光对水稻秧苗生长有显著影响。蓝光能够抑制幼苗株高,提高充实度和根冠比,在培育壮苗方面发挥重要作用。红光处理下的水稻幼苗茎和叶鞘显著伸长,秧苗生长进程加快。此外,参试2个品种经红蓝光处理后的幼苗叶龄显著提高。试验结果探明了使用LED补光处理对水稻幼苗形态的影响,为调控水稻工厂化育秧的光环境提供了科学依据。

一种用于光隔离IGBT栅极驱动的智能型LED驱动电路

采用双极型工艺设计了一种智能型高速LED驱动电路,可用于光隔离IGBT栅极驱动芯片的输入驱动。该设计采用一种新型逻辑门结构来实现信号传输、故障反馈以及外部置位等功能,同时达到降低信号传输延迟时间的目的。测试结果表明,在常温条件下,LED驱动电路的输入信号传输延迟时间为70 ns,复位信号有效到故障消除的延迟时间为4.59μs。所设计的驱动电路能够满足光耦隔离IGBT栅极驱动芯片的使用要求。