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LED让照明学科发生的新变化
LED是如何颠覆照明行业的?LED整个基础、技术路线您认为将是什么思路?
刘木清:照明是一门科学。作为一门科学有其本质的东西,这些东西是不能被颠覆的。比如说,大到光度学、色度学的基本理论,小到道路照明的要求,室内照明的要求。这些是照明学科的基本东西。随着技术的发展会进一步的发展,但是不会被颠覆。但是,这些都是视觉照明的概念,LED会让照明学科发生很大的变化,这主要体现在:
1.照明学科的发展将向更宽广的领域发展。应该说,传统光源的限制,使得照明学科主要是研究视觉照明的,因为光源的主要用途也就是用作人眼看清世界,尽管也有少量的其它用途,但是相比视觉应用,那是小很多的。因此,实际上,照明学科很多年来一直是视觉照明的学科。CIE在此领域是世界的权威,垄断该领域的发言权。
在英文里, 有关照明的词有两个,分别是lighting与illumination,这两个词,即使是英语为母语的人也说不清楚它们的差别。我曾经特意请教CIE前主席Van Bommel教授,但是得到的答案是不明确的。再请教国际电光源委员会主席英国的Devonshire博士,热情的该博士给我很长的email,基本意思是(1)lighting本意是light加上ing,光在传播中;(2)illumination与lighting同为照明的意思,但多少年来一直指视觉照明,原因是多少年来照明基本上就是视觉照明,非视觉照明的东西很少。但是illumination基本上是专业研究人员使用,而lighting是大众使用的词;(3)基于词根的意思,illumination指视觉照明是合适的,而lighting指所有的照明是合适的。
因此,未来照明学科的发展将是真正的照明概念,即包括视明与非视明。
2.作为照明的物质基础的光源,传统的光源不会消亡,但是会淡出,可能在不久的将来,LED将是主流光源,这点10年前基本不这样说, 但是现在估计很少有人不相信了。LED作为主流光源的影响表面上是对行业的影响,下文将叙述。但是对照明学科的发展同样很大。
由于LED之前,主流的光源是热辐射光源、低气压放电光源与高强度放电光源,而光源的主要用途也就是视觉照明(为了与现有说法一致,本段下文将视觉照明简称照明)。这些光源由于在尺度、光谱及时间等空间的不灵活性,造就了照明学科的重心是照明的物质基础“光源”,在光源的研究成熟之后,照明学科基本也就没有大的发展。我们看到,照明学科在20世纪前半叶有很多研究成果,但是在CIE1931、CIE1964及CIE1976的色度系统,1974年最后一次大的进展即显色指数确定下来之后,照明学科基本没有大的进展,甚至快接近“照明工程”了。这主要是,照明的物质基础光源太不灵活了,换言之, 就是那么几种光源,把他们的应用研究透了就可以了。因此,在此之后的主要研究就是研发新的光源,而作为热辐射光源之后的主流气体放电光源,研究的重心寻找新的发光物质,或者二次发光方法。但是LED变为照明的主流光源,将使这种局面有很大的变化:
(1)LED器件的主要指标与价格尚未达到技术成熟时,特别是绿光LED有待进一步技术进步。因此,在一段时间内,发展LED技术仍然会是我们照明学科的一个重要部分。但是,目前LED已经发展到可以在很多领域获得应用。因此,照明学科的重心将逐步回归到照明,即光源的应用,而是不是光源本身。
(2)LED的高度灵活性将造就了未来照明学科的巨大研究机会。因为,LED的高度灵活性将造就LED的广阔应用领域,而在各种应用领域中,又是由于LED的高度灵活性而存在一个最优的应用选择,这是学术的问题,即研究机会。典型的例子是LED植物补光,与人眼存在由于不同的波长 V(λ)值不同类似,植物补光也存在不同波长的补光效率不同,即存在所谓的光配方的概念。目前的这个研究还处于初始阶段。