现代光源发展趋势

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1、现代光源发展趋势前言　　1989年白炽灯的发明公认为人类现代文明社会起始的里程碑，人类发展史本身也证实了光源和照明是与人们生存和发展不可分割的一门科技学科。在一个多世纪的岁月里，现代光源科技的发展和自然科学的进步密切相关,科学理论的进展为电光源的进步奠定了基础,并不断要求提供具有特殊性能的各种新型光源,从而促进了电光源技术的进步。反之，电光源的发展也影响了其它学科的提高和改善了人们的生活质量，特别在全球节能减污的时代潮流中发挥了不可取代的作用。　　本文试对电光源科技的现状和发展加以剖折和展望，希望能有益于更好地认识国内外电光源科技发展的现状和动态，能对我国实现从光源生产的第一大国向光源科技的强

2、国跨越性发展过程中起到有所裨益的作用。　　一、传统光源的发展和改进　　（一）热辐射光源的改进和完善　　1.白炽灯的改进　　传统的白炽灯光源经过119年的研发，其性能得到极大改善和价格大幅度的下降，成为了人类主要应用的光源。但由于它电能转变为光能效率实在太低,因此在十年左右它将被其它节能光源取代,近几年来，不少国家已提出白炽灯将退出光源领域的时程表，2008年5月还在我国上海召开了淘汰白炽灯的国际会议。　　2.带红外反射层或特殊荧光粉层的白炽灯　　通过对白炽灯泡壳和灯丝结构及位置的合理设计，然后在泡壳上涂敷TiO2—Ag—TiO2或ZnS—Ag—ZnS的红外反射膜，能使灯的光效提高50%。或者在

3、泡壳内涂敷反斯托克斯荧光粉,它可让灯丝发出的红外光转换成可见光,以及使用纳米结构的发光灯丝，都能使白炽灯光效明显提高，有益于延缓白炽灯退出历史舞台的时间。　　3.卤钨灯的发展　　1959年在卤钨循环原理基础上制造出了卤钨灯，它的体积小，光维持率达到95%以上，光效和寿命更明显地优于白炽灯。现已生产出可直接应用于电网电压220V或110V的卤钨灯，再通过采用浸涂法、真空蒸镀法或化学蒸镀法，在石英泡壳上采用涂敷TiO2/SiO2红外反射层技术（IRC）制成JD和JDR型新颖卤钨灯，可使灯的光效有30%~45%的提高，寿命达3000h。近年来国际上又推出了新型的节能卤钨灯，得到照明界的重视和青睐。卤

4、钨灯主要技术参数见表1所示。　　（二）低压气体放电光源——荧光灯的突飞猛进　　1.节能细管径荧光灯的出现　　诞生于40年代的荧光灯的玻管外径为38mm（T12），光效约60lm/w，显色指数为70。随着荧光灯研究的深入，发现适当提高管壁温度，具有较高光效的灯管直径可以相应缩小，这就使正柱区产生的253.7nm的光子到达管壁的距离缩短，光子与其它原子的碰撞机率降低，自吸收损失减少，这样制成的管径为26mm荧光灯（T8）光效可以提高10％，制造和运输成本也能降低。若进一步配用工作在40KHZ~60KHZ频率的电子镇流器，它的光效可比工作在50HZ频率下的电感镇流器再提高10%，这也就是人们常说的改

5、进型T8荧光灯。近几年来，又出现管径更细为?16mm（T5）和Φ11mm（T3）的节能细管径荧光灯，这时它们的最佳管壁温度更高，发光效率可达到104lm/w的水平，这种荧光灯必须配备优质电子镇流器工作。表2列出典型的直管型不同管径荧光灯的主要技术参数。　　通过采用接桥和弯管等玻璃加工工艺，制成比白炽灯光效高6～7倍的紧凑型荧光灯，特别是配有电子镇流器的产品，功率因素达到0.98，谐波失真总量小于10%，灯的寿命提高到10000h，亦有调光型产品被认为是目前白炽灯最适宜的取代光源。全世界2007年紧凑型荧光灯的总产量已超过27亿支，其中90%产于我国。其主要技术参数见表3所列。　　3.冷阴极超细

6、管径荧光灯的诞生　　随着背光照明在办公用笔记本电脑、等离子体显示器和家用电器如电视机、数码像机、摄像机等中的应用与日俱增，高亮度的冷阴极超细管径荧光灯为此应运而生。这类灯的管径为1.8mm~3.0mm，普遍采用三基色荧光粉，通常采用Ni、Ta、Zr等金属作为冷阴极，在高的启动电压下形成辉光放电使灯管工作，其工作参数如表4所示。　　4.无极荧光灯的发展　　随着电子学技术的发展，近年来实用型无极荧光灯发展很快，国际上现有产品是荷兰QL型，功率为55w和85w两种，光效约68lm/w，寿命60000h，工作频率2.65MHz；美国Genura型无极荧光灯，功率23w，光效48lm/w，寿命10000

7、h，工作频率2.65MHz；日本Ever—Light型无极荧光灯，功率9w和27w，光效为41lm/w，寿命40000h，工作频率15.56MHz；还有德国Endura型无极荧光灯，功率100w和150w，光效80lm/w，寿命60000h，工作频率为250KHz。以及我国近年崛起的无极荧光灯的性能也达到国际同类型产品的先进水平,并已形成规模化生产和批量出口.图3显示了常用的无极荧光灯的外形。