光源与照明专业实验教学平台建设与研究

随着半导体照明技术的快速发展,照明产业对专业技术人次的要求大幅提高。本文通过搭建照明产业的实验平台,研究创新创业型人才的培养模式。结合新形式下专业建设的实例,给出实验平台的模块化建设理念和方法,通过模块建设、系统整合实现学生能力的多维训练,为照明产业输送高水平人才。

大连梭鱼湾商务区道路照明规划设计研究

大连梭鱼湾商务区的道路照明设计为住房和城乡建设部科学技术计划项目中的绿色示范工程,LED路灯在大连梭鱼湾商务区的道路功能性照明中得到了极大的应用。通过对商务区道路等级和周边用地性质的分析,对各等级的道路照明进行详细的规划设计,满足设计规范中对道路纵向平均照度、照度均匀度、色温和显色性等控制指标要求。通过对各项指标进行叠加应用,使城市功能性照明与城市用地性质与指标之间实现对应和吻合,使城市道路功能性照明更加符合周边的使用需求,达到从规划层面指导道路照明规划设计的目的。

夜间防范型LED照明产品光度学及色度学测试研究

选用一款型号ZY4623的夜间防范型LED手电筒,对其光谱、光通量、色温、显色指数、色坐标及配光曲线等一系列的光度学与色度学参数及爆闪频率进行测试与分析,为更好的理解和应用防范照明奠定基础。结果表明:夜间防范型手电筒的色温为7624 K,色坐标为(0.2952,0.2996),显色指数达到76.8;爆闪频率为7.6 Hz;配光曲线为狭窄条状,光强分布在光照射方向较小立体角的范围,可实现远距离照亮,比较适于用做夜间防范照明。

基于单色LED补偿白光LED技术的模拟太阳光谱研究

提出一种基于单色LED补偿白光LED技术,模拟日光在可见光范围内的光谱。实际调研了大功率单色LED现状,采用光子在二维空间内联合态密度函数作为单色LED的光谱辐射模型,建立LED模拟仿真数据库。通过求解超定方程组的非负最小二乘解,优化选择不同峰值波长以及半高宽的单色LED与白光LED组合,实现对目标光谱的匹配及太阳光谱的再现。对比研究了白光LED补偿技术和纯单色LED组装技术,并分析了不同种类LED组合对太阳光谱的模拟情况。结果表明,白光LED补偿技术拟合太阳光谱相关指数达到90.74%,优于纯单色LED组装技术。并且当单色LED种类减少时,白光LED补偿技术相比纯单色LED组装技术可以实现更好的模拟效果。该方法对实现基于LED类日光照明具有较好的指导意义。

不同光源的显色性比较实验研究

本文对白炽灯、荧光灯、白光LED球形灯等六种不同电光源的显色性进行了实验研究,包括显色指数的测量及显色能力的主观评价。结果表明,白炽灯、荧光灯的显色指数测试结果与显色能力主观评价结果相吻合,但白光LED球泡灯的显色指数测试结果与显色能力主观评价有一定出入。文章最后对评价LED显色性时需注意的问题提出了几点建议。

激光白光的研究进展及关键技术分析

激光白光光源在固体照明的应用潜力已成为国内外的研究热点,但目前还有许多亟待解决的科学问题。综述了国内外激光白光的研究进展,分析了激光在固态照明领域应用的可行性。介绍了激光白光的基本原理以及实现激光照明应用需解决的几个关键技术,为国内开展研究提供参考。

交流发光二极管光源的工作特性研究

为得到交流发光二极管(AC LED)内部晶粒参数与其工作特性的关系,讨论了ACLED光源的内部结构和应用电路模型,分析了AC LED光源的工作特性,给出AC LED发光效率的解析表达式,理论上说明了AC LED的发光效率低于单颗LED晶粒的电光转换效率,且光效随着LED晶粒串联数量的增加而提高,AC LED的光效与限流电阻无关,增加串联晶粒的个数可减小限流电阻的损耗。因此,AC LED制造过程中宜降低晶粒的导通电压,以增加晶粒个数。

大功率单色LED拟合日光光谱研究

利用一种新的单色LED光谱辐射模型建立大功率单色LED模拟仿真数据库;研究了通过多光谱叠加设计拟合日光光谱,确定了最佳的LED组合;在此基础上,系统分析了不同LED组合对日光光谱的拟合效果。结果表明,大功率单色LED已可以实现对日光光谱较好模拟,最佳组合包含23种不同种类LED,与日光光谱拟合相关指数达到82.06%。当组合中LED种类增加,对拟合相关指数无影响。当种类减少至16种时,相关指数缓慢减至79.97%,再进一步减少时,相关指数下降剧烈,选取的LED达到12种时,相关指数为45.27%。研究结果对实际选取LED种类模拟日光光谱,实现不同程度类日光照明具有指导意义。

基于产学研合作的光源与照明专业人才培养的探索与实践

高等院校和企业作为人才培养和人才使用的两个重要环节,二者之间的合作及协同创新成为培养卓越工程师的关键。作为东北地区唯一开设光源与照明专业的高校,积极探索产学研合作人才培养模式,进行了适合照明行业需求发展的创新人才培养的实践,取得了一定的应用效果,对其他高等院校及相似专业有一定借鉴作用。

单透镜移动的红外双视场光学系统设计

结构简单、视场变化范围大的红外双视场系统在红外领域中的应用越来越广泛。采用折衍混合系统设计了具有大变倍比的红外双视场光学系统。该系统的主要参数为:波段3.7～4.8μm,变倍比为10:1,F数为4,双视场分别为0.6°×1.7°和5.4°×15.9°,透镜总数为6片。系统的透镜数量少,成像质量高,移动单个透镜实现视场的转换,系统结构简单。

数字微反射镜的RGB三色LED照明系统研究

大功率RGB三色LED的体积小、重量轻,成为投影仪、背投电视等显示仪器的新型光源。本文研究了基于RGB三色LED的数字微反射镜的照明系统的设计方法,给出了光源和照明系统的设计结果,并对照明结果进行了分析。基于该新型光源的数字微反射镜照明系统与传统照明系统相比,具有结构简单、体积降低、重量减轻、节能环保等优点。

中日韩三国住宅照明联合调查研究系列之二——中日韩住宅照明设备及能耗现状调查

对中日韩三国居民照明光源认知程度与使用情况、照明节能水平以及照明改善需求的相关信息进行了比较分析。结果表明,三国的住宅光环境中白炽灯尚未完全取缔,但认知度较高;对LED较为了解,但使用程度有待提高;三个国家照明节能水平存在差异,对照明的改善需求分别有各自的倾向性。

升压型DC/DC MAX756应用研究

针对无线传感器网络节点的供电问题,应用升压型DC/DC MAX756设计了具有输出电压选择与电池监视功能的无线传感网络节点供电单元。给出了供电单元的原理图设计与印制电路板的设计要点;得到了供电单元的转换效率与输入电压的关系,转换效率随输入电压升高而升高,随输出电流的增大而增大;测试了供电单元的负载瞬态响应能力。结果显示,负载发生突变时输出电压有较大噪声,说明电源的滤波设计需要改进。

(Sr,Ca)AlSiN_3:Eu^(2+)荧光粉的常压合成及其LED封装性能研究

通过常压合成工艺成功制备了一系列高亮度的(Sr,Ca)AlSiN_3:Eu^(2+) 氮化物荧光粉,比较了常压合成和高压合成工艺对荧光粉晶体结构、光谱特性和晶体形貌的影响。荧光光谱分析表明,常压合成工艺制备的(Sr,Ca)AlSiN_3:Eu^(2+)荧光材料表现出优异的荧光强度,其发射波长位于615 nm^640 nm的红光范围,实现了一定范围内的光谱调控。X射线衍射结果表明,该氮化物红色荧光材料具有正交晶系的CaAlSiN_3晶体结构,且产物中不存在杂质相。峰值波长位于615 nm和625 nm的样品能够作为光谱中的有效红色组成部分用以制备高显色性的白光LED光源。通过LED封装的优化实验,所获得的白光LED光源具有86.8 lm/W的流明效率,并具有良好的显色指数(Ra=85)。进而,通过改变氮化物红粉的组成和比例能够制备具有不同色温(4 000 K^6 000 K)的白光LED光源。

基于作用距离的红外成像系统光学参数确定

作用距离是决定红外成像系统性能的重要指标,可直接影响红外成像光学系统的参数确定。基于作用距离的参数确定方法建立了探测器与作用距离、空间分辨率之间的关系,对光学系统的参数确定和性能评价具有重要作用。结合实例确定了红外成像系统光学的主要参数,采用非制冷凝视型长波红外探测器(工作波段为8μm～12μm),在特定的作用距离下,利用该方法确定的红外光学系统通光口径为90mm,F数值为1。

半导体照明产品检测研究

基于半导体照明灯具的特点,结合目前半导体照明产品检测的实际情况,从光、色、电、寿命等方面分析了半导体照明产品检测的特点,重点分析了半导体照明产品检测与传统照明产品检测的不同之处,并提出了解决方法。

辽宁大连地区标准阴天条件下光导管效率与照度分布的模拟分析

利用光导管室内照度计算软件HOLIGILM,在辽宁省大连地区对国内主流规格光导管的效率和照度分布进行研究。设定3个典型的时间段和不同长径比,仿真计算出光导管效率及照度分布图。结果表明:标准阴天条件下的光导管效率是长径比的减函数,照度均匀分布且随着半径增加而逐级减小,且不随太阳位置及时间变化而产生明显的变化。

LED路灯的二次光学透镜设计

鉴于道路照明需求的多样性和复杂性,基于配光曲线映射原理,运用透射光学设计手段,借鉴传统路灯设计方法,针对单颗大功率白光LED,根据其特有的配光特性参数设计了一种新颖的二次光学透镜。该透镜实现了将LED的郎伯型配光转换为蝙蝠翼型配光,将圆形光斑转换为矩形光斑,同时可以达到很高的光输出效率和近似1∶2的长宽比。与同类设计相比,达到国家道路照明标准,同时降低了设计复杂度,可应用于LED路灯设计。

中日韩三国住宅照明联合调查研究系列之一——中国住宅照明现状调查与分析

基于中日韩三国住宅照明联合调查项目,以三国的普通住宅为研究对象,根据国家相关标准,采用主客观结合的测试方法与测试内容,对其照明现状进行调查与分析。其中,中方对住宅照明现状的调查与分析,共调查475户家庭,测试内容包括居民对照明的认知程度,住宅光环境的一般照度、色温情况,居民对在住宅内行为照度的主观满意度评价及住宅照明能耗情况。测试方式为居民自行测量填写调查问卷和专人入户实地测量填写调查问卷2种方式。研究结果显示,居民对照明意识与基本知识了解逐渐增强,60%的住宅照度低于国家标准值,行为照度差异大,住宅照明节能空间很大。调查表明我国现居民住宅的照明环境质量仍需要较大改善。

非对称蓝色发光二级管的光谱拟合模型研究

单色发光二极管(LED)具有半波宽较窄、单色性好、发光强度稳定等优点,因此能够混合模拟出具有任意光谱的光源。单色LED光谱数学模型的建立是研究混合光源的基础。利用高斯和洛伦兹模型可以近似模拟单色LED光谱曲线,然而,由于单色LED光谱具有非对称性,使得二者拟合出的曲线与实测光谱曲线之间有一定的误差。本文主要基于LED发光机理,从原理上提出了一个能够准确表征蓝色LED光谱曲线的数学模型,利用该模型在MATLAB及ORIGIN软件中对实测数据进行了拟合。拟合结果显示,该模型即为蓝色LED光谱的数学模型,并且较高斯和洛伦兹分布模型具有更大的优势。