六中LED技術(shù)與應(yīng)用，哪種讓你眼前一亮？

　　LED技術(shù)方向多種多樣，小編今天匯總了時下比較新穎的六種LED技術(shù)和應(yīng)用，包括黑暗中能傳送數(shù)據(jù)的可見光，植物藍(lán)光反應(yīng)的初始過程被查明，色彩度提高了2倍的高彩色LED，一流標(biāo)準(zhǔn)尺寸的7070大功率LED，光纖拉絲塔用紫外LED光固化系統(tǒng)。

　　1、黑暗中也能傳送數(shù)據(jù)的可見光

　　美國達(dá)特茅斯學(xué)院（Dartmouth College）的研究人員為可見光通訊（VLC）賦予全新的功能，透過將傳送的數(shù)據(jù)編碼成一種人眼無法察覺但可經(jīng)由光電二極管偵測的超短頻率脈沖，使得可見光也可以在光線暗淡或黑暗的環(huán)境中傳送數(shù)據(jù)。

　　研究人員的想法是充份地利用可見光，即使是在白天室內(nèi)燈光經(jīng)常關(guān)閉的情況下。此外，依賴可見光的行動用戶很清楚傳送光源至接收機(jī)有多么耗電。因此，研究人員利用現(xiàn)成可用的低成本LED與光電二極管，設(shè)計出一種新穎的數(shù)據(jù)編碼與LED驅(qū)動機(jī)制。研究人員在此過程中面對各種挑戰(zhàn)，例如他們必須設(shè)計一款有效的驅(qū)動電路，能以夠快的反應(yīng)速度（僅幾奈秒）實現(xiàn)最低延遲，并提高低成本光電二極管的增益（改善通訊距離）。

　　此外，還有一款優(yōu)化的輕量級調(diào)變方案，可在超低功耗LED的工作周期內(nèi)盡可能編碼至最大位數(shù)，同時，研究人員也開發(fā)出一款穩(wěn)健的解調(diào)方案，能夠可靠地從光脈沖中擷取位。

　　研究人員將這項人眼不可見的VLC計劃稱為‘DarkLight’，它可實現(xiàn)1.6kbps的數(shù)據(jù)率，支持高達(dá)1.8m的通訊距離，而且還可使LED前端功耗從19.8W大幅降低至104mW。而且，研究人員采用的是500ns光脈沖以及僅0.007%的LED工作周期實現(xiàn)，使得DarkLight LED幾乎和“關(guān)斷”狀態(tài)的LED沒什么分別。

　　研究人員指出，DarkLight拓展了VLC的適用場景，因為它本來只是VLC鏈路可能無縫切換的某種特殊模式。這種模式讓以光為基礎(chǔ)的通訊途徑始終開啟，而無論實際的光照亮度如何。有趣的是，DarkLight還可根據(jù)環(huán)境光調(diào)整其LED工作周期，使其得以在最大周期下作業(yè)，同時保持讓人眼無法察覺的亮度。

　　研究人員還著眼于接收器如何同時從多個LED發(fā)射的光脈沖中譯碼位，以及根據(jù)每個LED用于編碼數(shù)據(jù)的時隙組合，在不同的LED中差異化多個同步的位串流。接下來，研究人員希望提高DarkLight的數(shù)據(jù)速率和范圍，進(jìn)一步探索更高階的LED和光電二極管，以便找出DarkLight的最終極限。研究人員甚至考慮更先進(jìn)的驅(qū)動電路設(shè)計，例如脈沖成形技術(shù)，可用于產(chǎn)生較短但更高的光脈沖。此外，這種新的VLC編碼機(jī)制也適用于IR，為人眼的安全降低IR能量，而這也是研究人員未來要研究的方向之一。

　　2、植物藍(lán)光反應(yīng)的初始過程被查明

　　10月21日，由日本理化學(xué)研究所、美國加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校、韓國全南大學(xué)等組成的國際共同研究小組宣布，查明了植物藍(lán)光響應(yīng)的初期過程。據(jù)指，植物細(xì)胞核內(nèi)存在的藍(lán)光受體“隱花色素”在接受藍(lán)光后會通過“二聚體化”激活，而BIC1蛋白質(zhì)會阻礙二聚體化，調(diào)節(jié)隱花色素的活性。對植物而言，光不僅是光合作用的能量源，而且還是用來探知周圍光環(huán)境的信息源，使多個光受體不斷得到進(jìn)化。其中，隱花色素就是一種重要的光受體，控制著植物的眾多藍(lán)光響應(yīng)，比如脫黃化（使黃化的子葉以及變成豆芽狀的植物恢原）、花芽形成、避陰反應(yīng)（伸長莖部，向更好的光環(huán)境生長）等。

　　隱花色素有CRY1和CRY2兩種，在接受藍(lán)光被激活后會控制多種基因的表達(dá)。但藍(lán)光使隱花色素激活的分子機(jī)制至今未能查明。另外，脫敏作用（在持續(xù)的光刺激下，原有的反應(yīng)消失）機(jī)制也一樣，以前只知道CRY2被激活后會迅速分解，但CRY1和CRY2共同的脫敏作用機(jī)制一直未能查明。此次研究使用擬南芥的全長cDNA過量表達(dá)系統(tǒng)“Thaliana FOX Line”，對藍(lán)光響應(yīng)低的變異體實施了篩查。結(jié)果發(fā)現(xiàn)了對隱花色素信號傳導(dǎo)起抑制性作用的“BIC1（Blue light Inhibitor of Cryptochrome1）基因”。BIC1與隱花色素結(jié)合后，會完全阻礙隱花色素磷酸化以及隱花色素控制的多種基因表達(dá)控制等與隱花色素信號傳導(dǎo)相關(guān)的反應(yīng)。

　　另外，CRY2接受藍(lán)光后會“二聚體化”。二聚體化的CRY2在受到磷酸化后，會與信號傳導(dǎo)因子SPA1及CIB1結(jié)合，控制多種基因的表達(dá)，誘導(dǎo)與藍(lán)光相應(yīng)的形態(tài)變化（藍(lán)光響應(yīng)）。而BIC1阻礙了CRY2的二聚體化形成。這些結(jié)果表明，依存于藍(lán)光的二聚體化形成是承擔(dān)隱花色素初期反應(yīng)的重要過程，而BIC1通過阻礙隱花色素的二聚體化，在之后抑制了隱花色素的磷酸化等一系列的反應(yīng)。隱花色素控制著各種農(nóng)作物的重要性狀，因此此次研究有望在今后為作物量的生物質(zhì)性增收等做出貢獻(xiàn)。

　　3、色彩度提高了2倍的高彩色LED

　　西鐵城電子株式會社于10月20日發(fā)布公告稱，開發(fā)出了照明用LED的第二代CITILED Vivid系列高彩色LED產(chǎn)品，它比第一代產(chǎn)品色彩度提高了2倍，它們將在10月27日開始舉行的“2016香港國際照明展”上進(jìn)行展出，并預(yù)計在2017年春天進(jìn)行量產(chǎn)。

　　關(guān)于第二代新產(chǎn)品、推出了2種追求色彩度的系列、客戶可以根據(jù)自己的目的以及需求進(jìn)行選擇。

　　CITILED Vivid系列Brilliant Type更適用于展示區(qū)等用射燈，CITILED Vivid系列Natural Type更適用于空間照明。

　　對于顏色鮮艷重視以店鋪照明，美術(shù)館，攝影棚為首，并伴隨著彩度的提升，明暗反差的提高紙面文字也能變的清晰。因此圖書館和學(xué)校等教育機(jī)構(gòu)也非常適用。今后作為COB LED的先驅(qū)者、創(chuàng)造出光的新價值。

　　CITILED Vivid系列Brilliant Type光的彩度提高，實物的顏色能更加鮮艷漂亮。Vivid系列和一般LED照明對比、全部光色的彩度⊿C*ab※2值都有增加，能使物體表現(xiàn)出比本來的顏色更加的鮮艷。關(guān)于這次開發(fā)的Brilliant類型、根據(jù)熒光粉材料的配比調(diào)整、在保持全體的平衡時，提高了原本彩度較低的紅色和綠色，因此實現(xiàn)了鮮艷度2倍提升。能表現(xiàn)出細(xì)致的美觀，最適用于店鋪展示和美術(shù)館等的射燈照明。

　　CITILED Vivid系列Natural Type，在維持目前Vivid系列的⊿C*ab值（彩度）的同時、既突出被照物鮮艷程度、又調(diào)整了彩度的平衡，使感官上很自然的產(chǎn)品。

　　4、一流標(biāo)準(zhǔn)尺寸的7070大功率LED

　　LED照明組件制造商Plessey宣布推出其新的7070大功率LED系列。PLW7070產(chǎn)品充分利用了其專有的硅基氮化鎵MaGIC技術(shù)，并提供業(yè)界一流的標(biāo)準(zhǔn)大功率LED封裝尺寸，擴(kuò)充了現(xiàn)有的i2LED大功率產(chǎn)品系列。

　　Plessey新款7070系列LED為苛刻環(huán)境中的照明應(yīng)用提供高功率和改進(jìn)熱性能，并顯著降低現(xiàn)有解決方案的成本。其主要特性和優(yōu)勢是采用定制的氮化鋁陶瓷透鏡封裝，其低熱阻，小于2°CW-1。

　　5、利用細(xì)菌制造光源或成可能

　　利用細(xì)菌制造光源或許很快將成為可能。來自英國紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)的一組學(xué)生正嘗試將電子工程學(xué)和合成生物學(xué)結(jié)合起來，以創(chuàng)造“電子—生物”電路。

　　這些學(xué)生將經(jīng)過基因改造的發(fā)光大腸桿菌轉(zhuǎn)變成類似于燈泡的東西。當(dāng)細(xì)菌經(jīng)歷來自微型微生物燃料電池（一種通過利用細(xì)菌活動產(chǎn)生的電能充當(dāng)電池的設(shè)備）的熱應(yīng)力時，這種燈泡便會打開。該項目在日前于美國波士頓舉行的國際基因工程機(jī)器設(shè)計大賽（iGEM）上亮相。

　　該團(tuán)隊設(shè)計了當(dāng)被引入電流或42℃的熱源時因一個熒光基因的表達(dá)增強而發(fā)光的大腸桿菌。他們還設(shè)計了將燈泡和電源連接在一起的電路，以期創(chuàng)建能像樂高積木一樣很容易組合起來的裝備。

　　盡管他們無法在最后一輪的測試中讓燃料電池激活燈泡，但團(tuán)隊成員Ollie Burton表示，其主要目標(biāo)是創(chuàng)建一個工具箱，以鼓勵其他人基于該想法繼續(xù)開展研究。

　　“我們做的所有事情都是開源的。”Burton表示，“它更關(guān)乎在我們設(shè)定的基礎(chǔ)上其他人能夠做什么，而不是我們自己設(shè)計出任何變革性的東西。”

　　在弗吉尼亞州諾福克經(jīng)營一家DIY實驗室的合成生物學(xué)家Jameson Dungan認(rèn)為，該項目“就像我們首次從真空管過渡到晶體管。晶體管做了和真空管相同的事情，只是以不同的方式。這就像生物部件重建了電氣部件的功能一樣。”

　　生物黑客和DIY科學(xué)家一直在倡導(dǎo)開源研究的想法。就iGEM本身而言，它還促進(jìn)了實驗室之間的交流，并且將建立一個標(biāo)準(zhǔn)化、可兼容的“零件”（DNA序列）數(shù)據(jù)庫，以供各團(tuán)隊在試驗中使用。

　　6、光纖拉絲塔用紫外LED光固化系統(tǒng)

　　由復(fù)旦大學(xué)團(tuán)隊研發(fā)的光纖拉絲塔用高效紫外LED光固化系統(tǒng)完成了技術(shù)上的創(chuàng)新突破，僅需原本五分之一的能耗，就能實現(xiàn)高一半的光纖生產(chǎn)速度。據(jù)介紹，絕大部分的光固化油墨經(jīng)該系統(tǒng)的照射，短短幾秒就能固化。如此高功率密度、低能耗的創(chuàng)新技術(shù)將使光纖行業(yè)的生產(chǎn)制造實現(xiàn)飛躍發(fā)展。

　　紫外LED光固化系統(tǒng)最突出的優(yōu)勢是耗能低。較之于傳統(tǒng)的微波中壓汞燈動輒6000多瓦的高耗能，由紫外LED組成的線光源僅需消耗1200瓦，節(jié)省了80%能耗。微波中壓汞燈是過去通常用于光纖拉絲塔的固化裝置。

　　在制造光纖過程中，當(dāng)光纖被拉成細(xì)絲后，需要在其表面涂覆一層保護(hù)性質(zhì)的油墨材料并進(jìn)行固化，通俗地說就是使涂料由液態(tài)變成固態(tài)。印刷、汽車、電子、家具等行業(yè)的生產(chǎn)，都少不了這一環(huán)節(jié)。紫外光固化是最常見的快速固化工藝，對紫外光波段敏感的涂料經(jīng)相應(yīng)光源照射后就能夠?qū)崿F(xiàn)固化。

　　該研發(fā)團(tuán)隊為此采用紫外LED光源研發(fā)出更為高效的紫外光固化系統(tǒng)，除降低能耗外，傳統(tǒng)設(shè)備只有6000小時的壽命，這套系統(tǒng)則將使用壽命延長到了30000小時。經(jīng)過一年多持續(xù)運行，幾乎沒有光衰，光電參數(shù)依然保持出廠狀態(tài)。

　　根據(jù)光譜顯示，紫外LED在針對光纖油墨固化的365至385納米波段上，能量非常集中，相比于中壓汞燈，對固化更為有利。據(jù)介紹，這套紫外LED光固化系統(tǒng)不僅能完全取代傳統(tǒng)的微波中壓汞燈，與現(xiàn)有的同類產(chǎn)品相比，在多方面實現(xiàn)了技術(shù)上的突破與創(chuàng)新。

　　該系統(tǒng)由光纖固化爐、驅(qū)動電源和冷卻系統(tǒng)三個部分組合而成，光纖固化爐是技術(shù)的核心所在，而這其中的LED光源又是整套系統(tǒng)最為關(guān)鍵的部分。三年間，這套針對光纖拉絲塔的紫外LED光固化系統(tǒng)最高封裝功率密度被該研發(fā)團(tuán)隊從200瓦每平方厘米提升至700瓦每平方厘米。

　　此外，行業(yè)常見的紫外LED芯片最高只能經(jīng)受1安培每平方毫米的電流密度，經(jīng)過特別設(shè)計定制的LED芯片則能將這個承受上限提高到4.5安培每平方毫米。另一大技術(shù)創(chuàng)新亮點則是高效的紫外光折射和反射系統(tǒng)。這套光學(xué)系統(tǒng)包含了精心設(shè)計的透鏡和反射器，能夠?qū)⒐庠窗l(fā)出的紫外光匯聚到圓柱軸心，增強軸心的輻射照度，降低光學(xué)損耗，從而提高拉絲固化的速度。