绿色照明LED实用技术.ppt

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1、绿色照明绿色照明LEDLED实用技术实用技术第一章 照明相关基础知识第二章 LED照明知识第三章 LED在不同照明领域中的实战攻略第四章 照明LED的现状与发展前景第一章 照明相关基础知识1.1 光度学基础概念1.2 色度学基础概念1.3 光与人的关系1.4 LED的绿色照明含义光本质的剖析光本质的剖析光是如何进行定量描述的光是如何进行定量描述的近代光源的技术指标和评价方式近代光源的技术指标和评价方式光度学基础概念光本质的剖析光本质的剖析光的定义光的定义光是什么光是什么光是什么光是什么牛顿时代牛顿时代 牛顿牛顿 粒子说粒子说 惠更斯惠更斯 波动说波动说 麦克斯韦麦克斯韦 相对论和量子理论产生后

2、相对论和量子理论产生后不仅光具有波粒二象性，一切物体都可不仅光具有波粒二象性，一切物体都可视为物质波。视为物质波。总结：总结：从光的波动性上讲，光是电磁波的一部分。从光的波动性上讲，光是电磁波的一部分。光的定义光的定义电磁波谱（电磁波谱（电磁波谱（电磁波谱（electromagnetic waveelectromagnetic waveelectromagnetic waveelectromagnetic wave）红红 色色 760 nm650 nm 760 nm650 nm 橙橙 色色 650 nm590 nm 650 nm590 nm 黄黄 色色 590 nm570 590 nm570

3、nmnm绿绿 色色 570 nm490 570 nm490 nmnm青青 色色 490 nm460 490 nm460 nmnm蓝蓝 色色 460 nm430 460 nm430 nmnm紫紫 色色 430 nm380 nm 430 nm380 nm 描述描述波波长长范范围围紫外线辐射-C(UV-C)100-280 nm紫外线辐射-B(UV-B)280-315 nm紫外线辐射-A(UV-A)315-380 nm可见光380-780 nm红外线 A(IR-A)780 nm 1400nm红外线 B(IR-B)1400nm-3 m红外线 C(IR-C)3 m-1 mm光的定义光的定义红外光（红外光（

4、红外光（红外光（infraredinfraredinfraredinfrared）和紫外光）和紫外光）和紫外光）和紫外光（UltravioletUltravioletUltravioletUltraviolet）光的传播光的传播光的速度光的速度光的速度光的速度各种辐射能在真空中的传播速度为，每秒各种辐射能在真空中的传播速度为，每秒299793Km299793Km。当辐射能通过介质时，波长和速度发生改变；而频率当辐射能通过介质时，波长和速度发生改变；而频率由产生电磁波的辐射源决定，它不随所遇到的介质而由产生电磁波的辐射源决定，它不随所遇到的介质而改变。改变。表表1-11-1给出了不同介质中的光速

5、给出了不同介质中的光速。波长代表相邻波波长代表相邻波峰之间的距离。峰之间的距离。因在波谱中的范因在波谱中的范围不同，单位也围不同，单位也不同。不同。请看左图请看左图皮米（皮米（pmpm）、飞米）、飞米(fm)(fm)、阿米、阿米(am)(am)利用无线电的手段，将由电厂制造出来的电力利用无线电的手段，将由电厂制造出来的电力转换成为无线电波发送出去，在通过特定的接转换成为无线电波发送出去，在通过特定的接收装置将无线电波收集起来并转换为电力，供收装置将无线电波收集起来并转换为电力，供人们使用。人们使用。汽车中控台为手机进行无线充电汽车中控台为手机进行无线充电无线电力传输无线电力传输月球发电无线传输

6、月球发电无线传输光的传播光的传播光的反射光的反射光的反射光的反射光的反射规则反射散反射漫反射混合反射规则反射散反射光线从某方向入射到经散射处理的铝板、光线从某方向入射到经散射处理的铝板、经涂刷处理的金属板或毛面白漆涂层，反经涂刷处理的金属板或毛面白漆涂层，反射光向各个不同方向散开，但其总的方向射光向各个不同方向散开，但其总的方向是一致的，其光束的轴线方向仍遵守反射是一致的，其光束的轴线方向仍遵守反射定律。定律。漫反射光线从某一方向入射到粗糙表面或无光泽镀光线从某一方向入射到粗糙表面或无光泽镀层的表层时，光线被分散在许多方向。在宏层的表层时，光线被分散在许多方向。在宏观上不存在规则反射，这种光的

7、反射称为漫观上不存在规则反射，这种光的反射称为漫反射。反射。一些普通材料和颜色的反射系数：一些普通材料和颜色的反射系数：颜颜色色r材料材料r白色0.8塑料0.8浅黄色0.7石板0.7浅绿色.粉红色0.4枫木.白桦0.6天蓝色0.4亮的橡木0.4浅灰色0.4混凝土0.3浅棕色0.3暗的胡桃木0.2中灰色0.2暗的橡木0.2深红色0.1红砖0.2黑色0.1焦渣石0.1漫反射漫反射朗伯余弦定律朗伯余弦定律如果反射遵从朗伯余弦定律如果反射遵从朗伯余弦定律：即向任意方向的光强与该反射面法线方向的即向任意方向的光强与该反射面法线方向的光强所成的角度的余弦成比例，而与光入射光强所成的角度的余弦成比例，而与光

8、入射方向无关，这种光的反射称为各向同性漫反射。方向无关，这种光的反射称为各向同性漫反射。在这种情况下，从反射面的各个方向看去，在这种情况下，从反射面的各个方向看去，反射光亮度均相同。反射光亮度均相同。光的传播光的传播光的折射光的折射光的折射光的折射折射定律适用于大多数材料，折射定律适用于大多数材料，如玻璃、透明塑料和液体等。如玻璃、透明塑料和液体等。对某些晶体和有应力的透明、对某些晶体和有应力的透明、液体，就不成立了。液体，就不成立了。方解石晶体方解石晶体光的折射光的折射光的折射光的折射全反射全反射全反射全反射光纤传导光纤传导光的传播光的传播光的透射光的透射光的透射光的透射光的传播光的传播光的

9、透射光的透射光的透射光的透射光的传播光的传播光的吸收光的吸收光的吸收光的吸收吸收是由于光能转变成能量的其它形态。如果媒质是吸收是由于光能转变成能量的其它形态。如果媒质是均匀的，则当一定波长的平行光束穿过该媒质时，光均匀的，则当一定波长的平行光束穿过该媒质时，光强损失如下强损失如下 其中，其中，有些材料在可见光范围内对不同波长有有些材料在可见光范围内对不同波长有不同的吸收率。我们可以用这种材料制不同的吸收率。我们可以用这种材料制作滤色片。作滤色片。为和波长有关的线吸收率。为和波长有关的线吸收率。光是如何进行定量描述的光是如何进行定量描述的可见光是可以用辐射量和光学量这两种量值系统来度量可见光是可

10、以用辐射量和光学量这两种量值系统来度量的，把可见光作为物理现象来研究，应采用辐射量值系的，把可见光作为物理现象来研究，应采用辐射量值系统；而研究与人的视觉有关问题时，采用光学量值系统。统；而研究与人的视觉有关问题时，采用光学量值系统。光是如何进行定量描述的光是如何进行定量描述的通过光度量来实现光的描述通过光度量来实现光的描述光通量光通量(luminous flux)(luminous flux)定义：光源在单位时间内发出的光量定义：光源在单位时间内发出的光量 公式：公式：单位：单位：lmlm（流明）（流明）辐射的光谱光效能的最大值辐射的光谱光效能的最大值辐射体的光谱功率分布函数辐射体的光谱功率

11、分布函数光谱光效率光谱光效率人眼就是一种可见光探测器，实验表明，具有相同人眼就是一种可见光探测器，实验表明，具有相同辐射量不同波长的可见光作用于人眼，人所感受的辐射量不同波长的可见光作用于人眼，人所感受的明亮程度不同，这表明人的视觉对不同波长光有不明亮程度不同，这表明人的视觉对不同波长光有不同的灵敏度。称为光谱光效率函数。同的灵敏度。称为光谱光效率函数。光谱光效率函数。光谱光效率函数。发光强度发光强度 定义定义 光源在给定方向的单位立体角中发射的光通量光源在给定方向的单位立体角中发射的光通量定义为光源在该方向上的光强度。定义为光源在该方向上的光强度。公式公式单位单位cdcd （坎德拉）（坎德拉

12、）光照度光照度定义定义 物体被照亮的程度，单位表面接受到的光通量。物体被照亮的程度，单位表面接受到的光通量。公式公式 单位单位 lxlx（勒克斯）（勒克斯）1lx1lx的照度是比较小的，在此照度下大致的照度是比较小的，在此照度下大致能辨认周围的物体，进行区别细小零件的工作是不可能的。能辨认周围的物体，进行区别细小零件的工作是不可能的。照度是一个纯粹的物理测量参数，是光通量与照度是一个纯粹的物理测量参数，是光通量与被照面积的比值，与表面的反射系数无关。当被照面积的比值，与表面的反射系数无关。当1 1流明的光通量均匀地照射到流明的光通量均匀地照射到1 m21 m2的面积上，的面积上，则照度就是则照

13、度就是1 1勒克斯。照度与光源和被照表面勒克斯。照度与光源和被照表面距离的平方成反比。距离的平方成反比。光照度的计算光照度的计算 天气 照度LUX 晴天 30000300000 阴天 3000 日出日落 300 月圆 0.30.03 星光 0.00020.00002 阴暗夜晚 0.0030.0007不同天气的光照度不同天气的光照度室内场所 照度LUX生产车间 10500办公室 3050餐厅 1030走廊 510停车场 15不同环境的光照度不同环境的光照度亮度亮度 L L定义定义 光源在某一方向上的光亮度光源在某一方向上的光亮度方向上的单位投影面在单位立体角中发射的光通量。方向上的单位投影面在单

14、位立体角中发射的光通量。公式公式 式中式中为通过给定点的辐射束元为通过给定点的辐射束元内传播的光通量。内传播的光通量。单位单位 坎德拉每平方米（坎德拉每平方米（）是光源在该是光源在该传输的并包含给定方向立体角传输的并包含给定方向立体角亮度表示的是光源或被照表面的光强，亮度表示的是光源或被照表面的光强，且与观测面积有关。对于人类来说，且与观测面积有关。对于人类来说，只有当辐射进入眼睛后，光才能够被看见。只有当辐射进入眼睛后，光才能够被看见。光出射度光出射度 定义定义 光源表面上某一微小面元光源表面上某一微小面元向半个空间向半个空间，则此面元的光出射度为，则此面元的光出射度为发出的光通量为发出的光

15、通量为光出射度和照度具有相同的量纲，其区别在光出射度和照度具有相同的量纲，其区别在于光出射度是表示发光体发出的光通量表面于光出射度是表示发光体发出的光通量表面密度，照度则表示被照物体接受的光通量密密度，照度则表示被照物体接受的光通量密度。度。单位单位 对于因反射或透射而发光的二次发光表面，其光出射度是对于因反射或透射而发光的二次发光表面，其光出射度是反射发光反射发光 透射发光透射发光 近代光源的技术指标和评价方式近代光源的技术指标和评价方式 19651965年年2 2月毕业于复旦大学物理电子系电子物理专业，月毕业于复旦大学物理电子系电子物理专业，随后分配到复旦大学电光源研究所工作至今，其中随后

16、分配到复旦大学电光源研究所工作至今，其中1982198219841984公派到德国公派到德国KielKiel大学实验物理研究所进修大学实验物理研究所进修学习二年，学习二年，1989198919901990公派到美国国家科学和标准研公派到美国国家科学和标准研究院（究院（NISTNIST）参加国际合作科技项目。在复旦大学一）参加国际合作科技项目。在复旦大学一直式从事科研和教学工作，曾参加多项国家攻关项目直式从事科研和教学工作，曾参加多项国家攻关项目和自然科学基金项目，获省部级奖励多项；教学一直和自然科学基金项目，获省部级奖励多项；教学一直在给本科生，硕士生，博士生上课。发表于国内外科在给本科生，硕

17、士生，博士生上课。发表于国内外科技论文百篇以上，编著和翻译出版技论文百篇以上，编著和翻译出版1414本科技专著，指本科技专著，指数超过数超过500500万字。万字。陈大华陈大华“上海光源上海光源”光源能量位居世界第四，是世界上性能最好光源能量位居世界第四，是世界上性能最好的中能光源之一。的中能光源之一。“上海光源上海光源”具有建设具有建设6060条以上光束线条以上光束线和上百个实验站的能力，可同时提供从和上百个实验站的能力，可同时提供从远红外线远红外线、紫外线紫外线，到硬到硬X X射线等不同波长的高亮度光束，每年供光机时将超过射线等不同波长的高亮度光束，每年供光机时将超过50005000小时，每天可容纳几百名科研人员，在各自的实验站小时，每天可容纳几百名科研人员，在各自的实验站上，使用同步辐射光进行多学科前沿研究和高新技术开发上，使用同步辐射光进行多学科前沿研究和高新技术开发应用。应用。