9月23日,华中师大一附中光谷分校八年级6班的同学们上课时发现,教室的灯悄悄换了。以前白晃晃的教室,光线突然柔和下来,如同太阳下的自然光一样。
华引芯(武汉)科技有限公司技术人员拿着全光谱测量仪,在教室测量光线后显示:显色指数达到97,颜色还原值超过95;而在使用普通LED灯照明的教室,显色指数仅为70,颜色还原值66。“这可不是一般的照明灯。”华中科技大学物理学院教授、华引芯科技创始人孙雷蒙说,这个灯内的光源是一颗颗发出近似太阳光的LED芯片,可实现全光谱照明。照明预设有上课、自习、活动、投影四种智能模式,通过手机APP或智能面板就能控制。比如在上课和自习时,灯光会调节至100%亮度;放投影时,教室灯会调暗至50%亮度,窗帘、黑板灯自动关闭。
足不出户也能沐浴“太阳光”
所谓全光谱,指的是光谱中包含紫外光、可见光、红外光的光谱,且在可见光中红绿蓝的比例与阳光近似,显色指数接近100。由于太阳光是人眼接收到的最舒适的光源,太阳光光谱即可称作全光谱。
过去20多年,LED灯因为节能,迅速取代白炽灯和荧光灯,大规模应用普及。随着人们生活水平不断提高,研究人员发现LED灯中蓝光波段比较强,这种波长400-500纳米高能量可见光,是接近紫外线的可见光。在高频率、高能量的蓝光环境中,人眼容易视觉疲劳,或对视网膜造成伤害。
为了“压制”蓝光,华引芯采用非蓝光激发LED芯片,降低蓝光比例,使光源能够均匀覆盖可见光全部波段。光谱仪上,高高耸起的“蓝色巅峰”不见了,各种颜色的光连绵起伏,与太阳光光谱一致。
数据显示,目前我国儿童青少年近视率居世界首位,低龄化趋势明显。小学生近视比例45.7%,初中生近视比例74.4%,高中生近视比例83.3%,大学生近视比例高达87.7%。
华中师大一附中光谷分校教务处介绍,该校目前有77个班,中小学生接近4000人。为避免学生长时间在不良光线下阅读学习,学校对教室照明和人工光源的质量非常关注,此番引进光谷室内全光谱照明技术进行试点后,将对学生视力进行跟踪监测,如果确实护眼有效,将考虑加大推广。
百万颗汽车大灯芯片投产
2017年9月,28岁的孙雷蒙从新加坡回国,任华中科技大学物理学院副研究员,成为该校最年轻的博导之一。与此同时,他注册成立华引芯,入孵武汉光电工业技术研究院。
今年7月,华引芯获得由武汉光电工研院育成创业投资基金、东科创星领投的总计1500万元融资。“你看,这是我们做的另一个核心产品,用在汽车LED灯珠里的芯片,每颗芯片都有一个程序在控制它的明暗。”
聚光灯下,孙雷蒙用镊子小心地夹起一粒芝麻大的芯片说,可别小看它,这一颗“小芝麻”就足够做暗夜里的夜明珠了。
汽车大灯代表的是LED芯片的最高技术,也是芯片的极限,照明可以达到15至30米。一般的汽车大灯会用到三四颗芯片,而在豪华及超豪华车型上,往往会用到一二十颗乃至上百颗LED大灯芯片。
与其他IC类芯片主要起控制作用不同,LED灯珠里的芯片自身就是发光器件。只不过这些发光体不是用过去的汞或者钨丝做的,而是氮化镓(GaN)芯片材料,是用半导体技术做出来的。通电后,芯片就会发光。
数据显示,汽车使用卤素灯,发光效率约为17-33流明/瓦;改用HID疝气灯大灯,发光效率可提升至90流明/瓦;进入LED前照大灯时代,发光效率可达50-200流明/瓦,是卤素灯的7倍,耗电量单管功率却仅为0.03-0.06瓦,平均寿命10万个小时,废弃物可回收,没有污染。
孙雷蒙透露,国内某知名汽车厂商委托华引芯定制的垂直LED车灯芯片,此前已提供了一百万颗测试单,并成功投产。