LED在分光计教学实验中的应用

提出用一种使用寿命长、功率消耗低、预热时间短和降低环境污染的白色LED和窄带滤光片组合的单色光源,代替汞灯光源或钠光灯光源。使分光计实验装置的结构更加紧凑,操作简便,达到分光计实验装置一体化的目的。

基于特征LED光源的苹果多品质参数无损检测装置研究

为了实现对优质果品的快速无损筛选,设计了便携式苹果多品质一体化无损检测装置。利用可见/近红外光谱检测平台,获取苹果样本的漫反射光谱信息,采用随机蛙跳算法提取了可溶性固形物含量、可滴定酸含量和果肉硬度的特征波长,优选出3个参数的10个共享特征波长。在此基础上,采用特征窄带LED光源与光电二极管相结合的检测方式,设计了漫反射检测光路、窄带LED环形光源、检测探头及控制电路等硬件系统。选取144个苹果样本,通过检测装置获取漫反射特征电压强度,由传感器感光系数计算出对应的光强,建立了苹果可溶性固形物含量、可滴定酸含量和果肉硬度的多元线性回归模型,预测集相关系数分别为0. 812 9、0. 807 3和0. 773 6,均方根误差为0. 603 6°Brix、0. 063 6%和1. 732 5 N。基于QT和Python3开发工具,采用Python语言开发了装置的实时控制与分析软件,植入苹果多品质参数预测模型,实现了多品质参数的同时检测与分析。为测试该装置的检测精度和稳定性,另选取46个样本,每个样本重复检测8次,预测苹果可溶性固形物含量、可滴定酸含量和果肉硬度的相关系数分别为0. 809 6、0. 796 2和0. 758 9,均方根误差0. 697 3°Brix、0. 070 3%和1. 832 3 N,装置重复采样最大变异系数分别为0. 010 6、0. 011 6和0. 006 2。结果表明:基于多特征窄带LED光源研发的低成本、便携式无损检测装置可实现对苹果多品质参数的实时无损检测,可满足农户田间生产及电商销售优质果筛选要求。

基于LED光源的窄带成像内镜系统的设计

窄带成像技术(narrow band imaging,NBI)是一种光学图像增强技术,可以对人体腔道黏膜内的血管形态进行增强显示。根据人体黏膜组织与光源相互作用的物理特性,设计了一种基于LED光源的窄带成像内镜系统;其中提出了一种新的窄带光源设计方案及与之配套的图像重建方法,该内镜系统可以有效地强调黏膜表层及其下层的血管形态,突出黏膜内血管与周围组织间的对比度,提早癌检出率。

单磷酸阿糖腺苷联合窄谱中波紫外线及LED光动力治疗带状疱疹的疗效观察

目的:评估单磷酸阿糖腺苷联合窄谱中波紫外线及LED光动力治疗带状疱疹的临床疗效,探讨带状疱疹后遗神经痛(PHN)发生的影响因素。方法:183例急性带状疱疹病人随机分为观察组(单磷酸阿糖腺苷联合窄谱中波紫外线及LED光动力治疗,77例)和对照组(单磷酸阿糖腺苷联合窄谱中波紫外线治疗,106例)。对2组疱疹指标、疼痛视觉模拟评分、综合疗效及PHN的发生率进行分析。结果:观察组病人止疱时间、结痂时间和脱痂时间均明显短于对照组(P<0.01);治疗10 d后观察组疼痛视觉模拟评分低于对照组(P<0.01);观察组治疗总有效率高于对照组(P<0.05),观察组1个月及3个月PHN的发生率均低于对照组(P<0.05)。多因素logistic回归分析显示,年龄、治疗前疼痛视觉模拟评分及是否为对照组均为PHN发生的独立危险因素(P<0.05~P<0.01)。结论:单磷酸阿糖腺苷联合窄谱中波紫外线及LED光动力治疗带状疱疹疗效显著,并且可以预防PHN的发生。

物联网云控LED路灯监控系统的设计

针对传统LED路灯在使用过程中节能、维护和管理上存在的问题,提出基于物联网云控技术的太阳能LED路灯监控系统设计方案。系统以太阳能作为能量来源,采用STM32F103微处理器为主控芯片,结合多种传感器实时采集路灯参数信息,通过窄带物联网(NB-IoT)技术与网络连接,采集到的路灯参数经Modbus RTU数据协议上传至电信云平台,并开发个人计算机(PC)端网页与微信小程序监测界面客户端,用户可由客户端实时获取路灯的状态信息。测试结果显示,所设计的系统能够实时监测路灯状态和单灯调光控制,也能够快速、准确地确定故障路灯的位置,改善了太阳能路灯在使用过程中节能、维护和管理上的缺陷。

窄带LED无创光疗对糖尿病足真皮成纤维细胞增殖及分泌功能的影响

目的研究窄带发光二极管(light emitting diode,LED)无创光疗对糖尿病足真皮成纤维细胞(diabetic foot dermal fibroblasts,DFFs)增殖和分泌功能的影响。方法将糖尿病足溃疡患者的足部皮肤标本使用酶消化法原代分离培养获得DFFs,采用细胞免疫荧光实验进行成纤维细胞鉴定。以DFFs为研究对象,实验分为两部分:(1)窄带LED对DFFs细胞增殖情况的影响。细胞增殖实验分为3组,分别为非光疗组(A组)即仅接种细胞但不进行LED光照;光疗组(B组),采用波长630 nm,带宽16 nm,功率密度10 mW/cm^(2)的LED光分别照射60 s、100 s、500 s、1000 s、2000 s和2500 s。空白对照组(C组)即不接种细胞也不进行LED光照。各组处理后24 h检测细胞吸光度计算各组细胞活力以评估增殖情况。(2)窄带LED对DFFs细胞因子分泌的影响。实验分为光疗组和非光疗组两组,优选促进DFFs增殖作用最强的光剂量作为光疗组的光剂量;非光疗组不进行光照,两组干预后12 h,比较两组DFFs分泌转化生子因子-β1(transforming growth factor-beta 1,TGF-β1)、基质金属蛋白酶抑制剂1(matrix metalloproteinase inhibitor 1,TIMP1)和血管生成素(angiopoietin 1,Ang1)的差异。结果(1)细胞免疫荧光鉴定发现酶消化法分离培养的原代DFFs中成纤维细胞纯度接近100%。(2)窄带LED照射DFFs细胞后细胞增殖情况。光疗组(B组)的细胞增殖随照射时间的增加先升高达到最大值后开始降低。光疗组(B组)中以波长630nm,功率密度10 mW/cm^(2)的LED照射500 s和1000 s时能够促进原代培养的DFFs的增殖,与非光疗组(A组)比较差异具有统计学意义(P<0.05)。(3)窄带LED照射DFFs细胞后细胞因子分泌的情况。光疗组以波长630 nm,功率密度10 mW/cm^(2)的LED照射1000 s时,能促进DFFs分泌TGF-β1和Ang1,与非光疗组比较差异具有统计学意义(P<0.05),但对TIMP1因子的分泌无影响(P>0.05)。结论窄带LED无创光疗可以促进DFFs增殖,并增加与成纤维细胞增殖相关的因子TGF-β1、血管生成相关的因子Ang1的分泌。

两种308nm紫外线治疗白癜风的对照研究

目的:对比分析308 nm准分子光和308 nm高能窄谱发光二极管(LED)紫外线治疗白癜风的临床疗效差异及安全性。方法:选择不同临床类型的白癜风患者76例,共246处色素脱失斑,每例患者选择相近或对称部位的皮损随机分组,一组皮损进行308 nm准分子光治疗,对应的另一组皮损进行308 nm高能窄谱LED紫外线治疗。每周治疗二三次,连续治疗20次。观察、记录疗效及不良反应。结果:治疗20次后,308 nm准分子光组的有效率为50.41%,308 nm高能窄谱LED紫外线组的有效率为52.03%,两组差异无统计学意义(P>0.05)。随着治疗次数的增加,两组患者的治疗有效率均有显著增加(P<0.05)。两组患者不同部位皮损疗效差异均有统计学意义(P<0.05),其中面颈部的疗效均优于其他部位,躯干和四肢的疗效优于肢端。结论:308 nm准分子光和308 nm高能窄谱LED紫外线治疗白癜风的临床疗效均安全有效。

窄带LED照射对体外高糖培养条件下成纤维细胞增殖的影响

目的研究两组不同波长630 nm和810 nm窄带LED照射对体外高糖环境培养下的小鼠成纤维细胞增殖能力的影响。方法实验对象为小鼠成纤维细胞系(L929),以高糖DMEM培养基培养,每孔3 000个细胞接种于96孔板。根据不同波长分为两组分为630 nm LED组和810 nm LED组,每组再根据不同照射时间(0,100,200,500,1 000和2 000 s)分为6个小组,LED光照功率密度5 mW/cm^2,其中照射时间0 s为对照组,仅接种细胞但不进行光照处理。另设1个空白对照组,即不接种细胞不进行细胞照射。各组处理后24 h均采用CCK8法检测并计算成纤维细胞增殖率。每组设计6个复孔,每组实验重复3次取平均值。结果波长630 nm和810 nm窄带LED在功率密度为5 mW/cm^2,照射时间100~500 s时皆可促进成纤维细胞的增殖,且其促细胞增殖率随照射时间的延长而增加,照射时间达到500 s,能量密度2.5 J/cm^2时,即达到最佳增殖效果。照射时间增至1 000 s,细胞增殖率逐渐进入平台期;照射时间增至2 000 s时,细胞增殖率开始下降,但仍显著高于对照组(P<0.05)。630 nm和810nm两种波长的窄带LED光源在同一光参量下对成纤维细胞的增殖率比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论功率密度5 mW/cm^2,波长630 nm和810 nm窄带LED照射时间100~2 000 s均可促进高糖环境下成纤维细胞的增殖,能量密度2.5 J/cm^2时,细胞增殖作用显著,细胞增殖率不随照射时间的增加而无限增高。

Mn^(4+)掺杂氟化物窄带发射红色荧光粉的研究进展

白光发光二极管(light emitting diode,LED)由于其具有节能、环保、使用寿命长等优点被誉为新一代固体光源,在照明、显示等领域具有十分广阔的应用前景.目前,商业化的白光LED主要由蓝光LED芯片与黄色荧光粉Y_3Al_5O_(12):Ce^(3+)(YAG:Ce^(3+))组合而成.然而,荧光粉YAG:Ce^(3+)光谱中红光成分不足导致当前白光LED的显色指数偏低(CRI,Ra<80)、色温偏高(CCT>4000 K),难以满足室内照明以及宽色域液晶显示(LCD)背光源等应用的要求.在蓝光芯片+黄色荧光粉组合中添加适量红色荧光粉是改善白光LED光色性能的有效方法之一.近年来Mn^(4+)掺杂氟化物窄带发射的红色荧光粉因其具有发光效率高、热稳定性好、色纯度高以及可以液相合成等突出优点受到了广泛关注,且其谱峰比商用氮化物红色荧光粉更窄,在宽色域液晶显示背光源应用中有广阔的商业前景.本文概述了Mn4+掺杂氟化物窄带发射红色荧光粉的最新研究进展,特别是对其结构特性、合成工艺、发光特性及应用特性等加以剖析,指出了当前Mn^(4+)掺杂氟化物红色荧光粉所面临的挑战,并对其未来的发展及应用进行了展望.

Eu^2+掺杂UCr4C4基窄带硅酸盐荧光粉的研究进展与应用

具有窄带发射的无机发光材料既可协同提升照明器件的显色指数和流明效率(如窄带红色发光材料),也可增大液晶显示器件的色域(如窄带蓝色、绿色和红色发光材料),在照明和显示用发光二极管(light-emitting diodes, LED)器件中具有重要的应用前景。其中稀土发光材料中常用的Eu^2+和Ce^3+离子具有4f-5d跃迁,但由于晶体场效应而呈现不同程度的峰展宽效应,迄今为止,人们发现的Eu^2+和Ce^3+掺杂的窄带发射发光材料基质体系十分有限,特别是Eu^2+掺杂的新型窄带荧光粉研究是一项重要挑战。近年来,人们首先在Eu^2+掺杂UCr4C4基氮化物窄带荧光粉研究中取得了重要进展,发现了一系列具有潜在应用前景的窄带氮化物红光发射材料。而最近,本课题组在Eu^2+掺杂UCr4C4基窄带硅酸盐荧光粉研究领域获得了突破,基于此,概述了Eu^2+掺杂UCr4C4基窄带硅酸盐荧光粉的研究进展与应用,指出了UCr4C4基氮化物与硅酸盐的结构演变特征,并由此总结了几类UCr4C4基窄带硅酸盐化合物的结构特点和Eu^2+掺杂荧光粉的发光特性,进一步地对Eu^2+掺杂UCr4C4基窄带硅酸盐荧光粉的应用进行了介绍,指出了当前在调控其光色和提升其化学稳定性所面临的挑战和所做的一些有意义的尝试。最后对Eu^2+掺杂UCr4C4基氧化物窄带荧光粉的未来发展进行了展望。