LED燈是繼白熾燈、日光燈以及節(jié)能燈之后的一種新型
光源,具有很高的發(fā)光效率,但很多人對(duì)它的發(fā)光
原理與
光譜特性不了解,難免會(huì)擔(dān)心它發(fā)出的光會(huì)不會(huì)損害眼睛。
xX{uDMYa; wI1[I 三種顏色的LED
{QM;%f QKwWX_3%Z] 從光譜上來(lái)說(shuō),LED發(fā)的光與傳統(tǒng)的白熾燈以及日光燈發(fā)出的光非常不同,所謂“光譜”就是指物體發(fā)的光都對(duì)應(yīng)有一個(gè)“彩虹”。
qaA\.h7 zb?wlfT 傳統(tǒng)的白熾燈、日光燈發(fā)的光與太陽(yáng)光一樣都具有“紅橙黃綠青藍(lán)紫”這7種顏色。
8v*>~E/0 --Dw 但是,一般 LED發(fā)的光只有“RGB”這3種顏色,其中R就是red,表示紅光;G表示green,就是綠光;而B(niǎo)表示blue,就是藍(lán)光。
S/G,A,"c HdJLD+k/ 這3種顏色的LED,以400nm到500nm之間的“藍(lán)光LED”最為重要,也最為基本。
nbMH:UY,J 83412@& 藍(lán)光的特殊性
e%R+IH5i
+&4PGv53J P>)-uLc~W 藍(lán)光在哪里呢?
x/[i &Gkv L`R,4mI.W 看上面的這張“彩虹”圖吧。從左到右,依次是紫外線,可見(jiàn)光和紅外線。其中可見(jiàn)光的
波長(zhǎng)范圍是在400納米到700納米之間,而從400納米開(kāi)始到500納米的波長(zhǎng)范圍就是藍(lán)色,所以這個(gè)波段被稱為藍(lán)光。
9(|[okB /JEH%) 光的基本單元叫做光子,光子的波長(zhǎng)與頻率成反比,藍(lán)光的波長(zhǎng)短,所以頻率高。而根據(jù)愛(ài)因斯坦與普朗克的光量子能量計(jì)算公式,我們可以知道光子的能量等于普朗克常數(shù)與光子的頻率的乘積,所以藍(lán)光的光子能量也比紅光與綠光要高一些,這使得我們可以用藍(lán)光來(lái)“激發(fā)”出其他顏色的光,比如黃光就可以被藍(lán)光“激發(fā)”出來(lái)。
eG"iJ%I E&{*{u4 藍(lán)光LED技術(shù)曾經(jīng)贏得諾貝爾物理獎(jiǎng)
lE?e1mz{
H'q&1^w) 藍(lán)光LED技術(shù)是在1998年才被開(kāi)發(fā)出來(lái),這個(gè)技術(shù)還得了2014年的諾貝爾物理獎(jiǎng)。這看上去高大上的藍(lán)光LED是將GaN芯片和釔鋁石榴石(YAG)封裝在一起做成的。GaN芯片發(fā)藍(lán)光,波長(zhǎng)λ等于465nm,波長(zhǎng)帶寬大約是30nm。
\xDu#/^ Jtd@8fVi 白光LED是怎么發(fā)出白光的?
U"%k4]:A umcbIi(' 那么,家用的那種白光LED又是怎么產(chǎn)生白光的呢?上文中已經(jīng)說(shuō)過(guò),藍(lán)光光子的能量高,所以用它可以激發(fā)熒光。一般用藍(lán)光LED產(chǎn)生的藍(lán)光打在熒光粉上產(chǎn)生黃光(與日光燈的原理類(lèi)似,日光燈的光芒是紫外線打在日光燈管內(nèi)壁上的熒光粉上發(fā)出來(lái)的)。黃光被藍(lán)光激發(fā)出來(lái)以后,它們一起從LED里射出來(lái),我們會(huì)感覺(jué)好像是看到了白光,其實(shí)這只是藍(lán)與黃兩種顏色混合在一起的復(fù)合光而已。
,^26.p$ S4qh8c 我們打一個(gè)比方,藍(lán)光是“母親”,而黃光是“兒子”,它們母子倆組團(tuán)構(gòu)成了“白光”這個(gè)單親家庭。
7@fd[