照明是人类特有的改变自身环境的行为。在远古时期人类的智慧积累相对很少,照明基本依赖自然光照明,这与其它动物的照明条件基本相同。随着人类文明和生产力的不断进步,人类的活动已不仅仅限于白天的自然光照明,开始需要自然光以外的人类特有的照明方式。 火给人类带来光明,当人类开始应用或以后就开始了利用或进行人工照明,从最初的篝火,再到火把以至于到爱迪生发明白炽灯以前,人类所应用的照明方式除了自然光以外,人工照明均采用火焰发出的光线照明。不管是火把还是蜡烛以至于后来的各种油灯和更高级的煤油灯、气等等都是火焰发出的光获得光明的。 现在人们会体会到,以火焰照明的方式所产生的烟雾很大,甚至令现代人所不愿因承受,因此寻求洁净的照明则是人类在人工照明领域的不断追求。 我们的前辈、发明家爱迪生发明了用电供电的白炽灯,并使白炽灯实用化。这一创举使得人类在整个20世纪在有电的环境下无一例外的采用电灯照明,从而消除了火焰照明带来的空气污染。 然而,白炽灯的效率相对很低,仅有7%的电能转换为光能。从电能的利用率角度考虑这是一种效能低的人工照明方式,普通的白炽灯光效大约在每瓦10流明左右。因此人类将不断的追求效能更高的应用电能的照明方式。 美国人伊曼,在1938年发明了荧光灯。这是一种利用气体放电原理发光的新型光源。其光效从每瓦10流明增加到最初的每瓦40流明以上。很显然荧光灯的发光效果远高于白炽灯。随着荧光灯制造技术的不断进步,现在的荧光灯的最高光效可以达到每瓦110流明! 然而不可否认的是,荧光灯的不仅体积大,还有汞污染的的问题,尽管现在的荧光光灯的含汞量已经大大的减小了。而且是否还有更洁净、更高光效的电光源则是人类不断的追求。 20世纪60年代末发光二极管(英文名:light emitting diode简称LED)问世。这时祭器以后的很长一段时间内的可见光的LED仅仅是红光、黄光、绿光的LED。不仅如此,这时的LED光效也是很低的。 LED具有体积小、不怕磕碰的优点,不像白炽灯和荧光灯那样容易破碎。如果其光效能够达到或超过荧光灯的光效,而且成本能够降下来,则LED就会成为性能更加优异的电光源器件,这就是如今LED应用红火的主要原因之一。 LED进入照明领域是蓝光LED发明后的事情,在此以前的LED都是单色的。跟据三基色原理,要利用单色光合成白光需要不可缺少的蓝光。因此蓝光LED的发明称为LED进入照明领域的关键技术之一。 LED能够进入照明领域的另一个关键技术就是经一步提高LED的光效。图1.1给出了各种电光源光效及其发展。 |