基于偏最小二乘回归的荧光粉涂覆型白光LED的光谱预测研究

为了更便捷高效地对荧光粉涂覆型白光LED的发光光谱进行预测,利用GaN蓝光LED芯片与杭州萤鹤光电材料有限公司的YH-S525M绿色荧光粉和YH-C640E红色荧光粉进行实验样品的制备。分别测量其单色荧光光谱,测得蓝光芯片的发射峰波长为453 nm,选用的红色和绿色荧光粉的发射峰波长分别为631和526 nm。制备红色和绿色荧光粉通过AB胶混合并涂覆于蓝光芯片上的LED实验样品,红粉/绿粉质量比设置为1∶3,1.2∶3,1.4∶3,1.6∶3,1.8∶3,2∶3,红粉混胶后的浓度为7%,9%,11%,13%,15%,17%。每组质量比和混胶浓度条件下的样品制备3~5份,利用杭州远方色谱有限公司的HAAS-2000高精度快速光谱辐射计测试样品的发光光谱,并进行蓝峰归一化处理得到共36组光谱数据。将白光光谱视为蓝色,绿色和红色三种单色荧光光谱的线性叠加,蓝色和红色峰项直接选用对应的发射谱,而绿色峰项选用两个高斯线型方程拟合,系数均由强度决定。通过循环搜索算法,分别计算36组实验条件下的模型参数最优值,对拟合结果进行优度检验,R的范围为99.33%~99.88%。然后运用偏最小二乘回归方法建立荧光粉质量比和浓度与模型参数间的回归方程,最终得到一种能够精确预测两种荧光粉混合涂覆的白光LED发光光谱的新方法。用一组新制备的样品测得的光谱功率分布进行预测效果检验,得到的预测光谱相对于实测光谱的拟合优度为99.62%,证明该方法的预测效果良好。该研究建立的预测模型从该类型的白光LED的发光机理出发,分析发光时两种荧光粉之间的相互作用,并引入绿色荧光谱线的展宽效应,更加简单有效地建立起两种荧光粉的质量比和混胶浓度与白光光谱间的数学关系。该方法具有更好的普适性,为荧光粉涂覆型LED的光源参数优化提供了一种新的思路。

荧光粉激发型远红光LED植物灯对番茄生长的影响研究

为探究远红光对植物生长的影响,采用“燃烧法+高温二次烧结”的方法制备了ZnGaO:Cr,Ge,Li~+(ZGO:Cr,Ge,Li~+)荧光粉,将自制的荧光粉材料涂覆在410 nm的蓝紫光LED芯片上,封装成发射主峰位于710 nm左右的LED远红光器件,并进一步组装成LED植物生长灯作为直接光源。以番茄(Solanum lycopersicum)品种红矮生为试材,白光(W)为对照(CK),设置3个处理:T1:红蓝组合光(1R1B)加远红光(光质比为3∶1);T2:红蓝组合光(1R1B);T3:白光加远红光(光质比为3∶1),研究红蓝组合光(1R1B)和远红光对番茄生理周期、农艺性状、光合色素和番茄果实主要品质的影响。结果表明,与CK相比,T1处理可显著缩短番茄生理周期,T1、T2和T3处理对番茄农艺性状中的株高有抑制作用。添加远红光降低了光合色素的含量,但提高了番茄果实中可溶性糖、番茄红素和维生素C的含量,特别是在红蓝组合光与远红光的共同作用下,可溶性糖含量提高效果最明显,达到CK的3.3倍。添加远红光能够促进维生素C和番茄红素含量增加;红蓝组合光则有利于番茄红素的积累。综上,采用ZGO:Cr,Ge,Li~+远红光荧光粉激发型LED植物灯能调控番茄开花时间,缩短其生理周期,提高番茄果实品质。本研究结果为提高番茄以及其他园艺作物的品质提供了一种新的光照手段,具有广阔的应用前景。

高速VLC系统中LED直流偏置对系统误码率的影响

研究了高速可见光通信（VLC）系统中荧光型LED光源的直流偏置电流大小与系统响应时间、误码率的关系；搭建了高速可见光通信测试系统，用于验证如何通过设置合适的LED光源的直流偏置电流使可见光通信系统达到更高的通信速率和更低的误码率。实验测试结果表明，在直流偏置电流为60-80mA，1W的荧光型LED的响应时间较短，系统的误码率较低，此时可见光通信系统可达到最大传输速率。

荧光粉激发型LED光对拟南芥生长发育的影响

在室内人工光源照射条件下,探究150μmol·m^(–2)·s^(–1)光强下不同比例的红蓝光对拟南芥(Arabidopsis thaliana)生长发育的影响。以哥伦比亚(Columbia-0)野生型拟南芥为研究对象,采用荧光粉激发型LED作为植物生长光源,以SrSiAlN_3为红色基底,调节荧光粉添加量获得不同红蓝光谱,考察不同光照条件下拟南芥萌发率、根长、株高、叶绿素含量和相对电导率等参数的变化规律。结果表明,在荧光粉激发型LED光照调节下的拟南芥具有更高的萌发率、根长、株高、叶绿素含量和相对电导率,且在红蓝光质比为2:1时萌发率(95.63%)和叶绿素含量(26.7)最高;在红蓝光质比为4:5时根长(4.19 cm)较长;在红蓝光质比为4:1时株高(15.5 cm)较高;在红蓝光质比为4:5时相对电导率(40.5 S·m^(–1))较大。研究结果表明相对平衡的光质(红蓝光质比为4:1)有利于拟南芥生长发育,且减少蓝光比例对根系生长及叶绿素积累有一定的促进作用。研究表明不同光谱对模式植物拟南芥的生长发育有较明显的影响,改变光谱组成可以对植物的生长发育起不同程度的调控作用。

高速实时可见光通信技术研究及应用

介绍了可见光通信技术的发展历史及研究现状。基于带宽拓展技术搭建了1 W荧光型LED做光源、PIN光电二极管做探测器、单路速率610 Mb/s的实时传输演示系统,该系统在传输距离为6.2 m时的误码率为3.48×10^（-5）。在此基础上搭建了荧光型LED为光源、PIN光电二极管做探测器的、双向100 Mb/s无线光上网演示系统。