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剑桥大学开发根据量子点的LED智能照明体系

   时间:2022-10-02 10:22:38   来源:环球平台app下载

  研讨人员经过运用量子点--尺度仅为几十亿分之一米的细小半导体--规划出了智能的、颜色可控的白光设备,跟规范的LED比较,它的功率更高、颜色饱和度更好并能在一盏灯下动态地再现日光条件。

  来自剑桥大学的研讨人员运用纳米技能、颜色学、先进的核算方法、电子学和一起的制造工艺的结合规划了下一代智能照明体系。

  研讨小组发现,经过运用逾越典型LED中运用的三种首要照明颜色,他们能够愈加精确地再现日光。新规划的前期测验显现了超卓的显色性,其比现在的智能照明技能具有更广泛的操作规模及更广泛的白光定制光谱。这些成果已于日前宣布在《Nature Communications》上。

  因为环境光的可用性和特性跟健康有关,智能照明体系的遍及能够对人类健康发生积极影响,这是因为这些体系能够对个人心情做出反响。别的,智能照明还能够呼应昼夜节律、调理每天的睡觉-觉悟周期,所以光线在早上和晚上是红白色的,而在白日是蓝白色的。

  当一个房间具有满足的自然光或人工光、有杰出的眩光操控并能看到室外的风光时,那么就能够说它有杰出的视觉舒适度。在人工光线下的室内环境中,视觉舒适度取决于颜色的精确出现程度。因为物体的颜色是由照度决议的,所以智能白光照明需求能够精确表达周围物体的颜色。现在的技能经过一起运用三种不同颜色的光来完成这一方针。

  因为量子点具有高颜色可调性和颜色纯度,所以其自20世纪90年代以来作为光源被研讨和开发。因为其一起的光电特性,它们在广泛的颜色可控性和高显色性方面都表现出优异的颜色功能。

  剑桥大学的研讨人员为根据量子点发光二极管(QD-LED)的下一代智能白色照明开发了一个架构。他们将体系级颜色优化、器材级光电模仿和资料级参数提取结合起来。

  研讨人员从机器学习中用于神经网络的颜色优化算法中发生了一个核算规划结构,与此一起还发生了一种用于电荷传输和光发射建模的新方法。

  QD-LED体系运用多种原色--逾越常用的红、绿、蓝--以更精确地模仿白光。经过挑选特定尺度的量子点--直径在3到30纳米之间--研讨人员能够战胜LED的一些实践约束并完成他们所需的发射波长以测验其猜测。

  然后,该团队经过创立一个根据QD-LED的白色照明的新设备架构来验证他们的规划。测验成果显现了超卓的显色性,这比现在的技能具有更宽的工作规模及宽光谱的白光灯罩定制。

  剑桥大学开发的QD-LED体系显现的相关色温(CCT)规模从2243K(偏红)到9207K(亮堂的正午阳光),而现在根据LED的智能灯的CCT在2200K和6500K之间。QD-LED体系的显色指数(CRI)--与日光(CRI=100)比较,衡量灯火照亮的颜色--是97,而现在的智能灯泡规模在80至91之间。

  该规划可认为更有用、更精确的智能照明铺平路途。在LED智能灯泡中,三个LED有必要被独自操控以完成特定的颜色。在QD-LED体系中,一切的量子点都由一个一起的操控电压驱动以完成全色温规模。

  剑桥大学工程系的Jong Min Kim教授表明:“这是一个世界第一:一个彻底优化的、根据高功能量子点的智能白色照明体系。这是全面运用根据量子点的智能白色照明的第一个里程碑,可用于日常运用。”

  一起领导这项研讨的Gehan Amaratunga教授说道:”在一盏灯中经过其不同的颜色光谱动态地更好地再现日光的才能是咱们的方针。咱们经过运用量子点以一种新的方法完成了这一点。这项研讨为各种新的人类呼应性照明环境拓荒了路途。”

  剑桥大学团队开发的QD-LED白色照明的结构能够扩展到大面积的照明外表,这是因为它是用印刷工艺制造的,其操控和驱动与显现器中的相似。因为规范的点光源LED需求独自操控,所以这是一项比较复杂的使命。(来历:cnBeta)