近年來，白光LED燈作為固態照明領域中高效節能光源，逐漸取代了傳統照明光源。但隨著人們對超大功率超高亮度照明領域的需求，例如航空航天、投影顯示、汽車大燈等照明領域，新一代的激光照明技術(Laser lighting)應運而生。與現有LED照明光源相比，激光照明光源具有大功率、高亮度、智能控制都彰顯出獨特優勢，擁有廣闊的市場前景。

　　在浙江省自然科學基金資助下，中國計量大學教授王樂承擔的“面向激光白光照明應用的激光熒光粉材料設計與光譜特性研究”項目于今年不久前通過了結題驗收，三位驗收專家意見均為優秀。在此項研究工作的基礎上，王樂教授的后續研究工作獲浙江省自然科學基金杰青項目、國家自然科學基金重點項目和國家重點研發計劃項目支持。

　　王樂告訴記者，以白光LED為代表的半導體照明技術以其高效節能、超長壽命、綠色環保安全等優點，成為近幾年來重要的新型照明光源。然而，白光LED的一個主要工作原理是利用紫外或者藍光芯片激發涂敷在其表面的熒光粉且通過合適的混光技術實現白光。由于藍光LED芯片具有效率驟降，也就是隨著電流密度的增大，達到某一閾值時出現發光效率下降的現象，導致目前單顆白光LED的功率和流明都相對比較小。因此，大流明、高功率白光照明器件僅能通過簡單地增加LED的數量來實現，但卻由此帶來諸如照明器件成本上升、結構復雜等問題，這些問題使得白光LED很難在諸如汽車前照大燈、航空照明等大功率高亮度照明產品中得以廣泛的應用。

　　顯然，為突破白光LED在制備超高亮度、大功率、長壽命白光光源時面臨的瓶頸，必須通過技術革新和材料革新而施以解決。諾貝爾獎獲得者中村修二先生曾預測激光照明未來在超大功率超高亮度領域有望取代白光LED。

　　因此，激光照明技術是半導體照明技術的又一次技術革新和升級，是實現超高亮度和超大功率照明的必然選擇。由于基于三基色激光芯片的激光白光光源存在成本高和散斑等問題，因此采用激光藍光芯片與熒光粉的方案可有效解決上述問題，得到了研究者的關注和認可，并在多個應用領域嶄露頭角，比如2014年和2015年國際消費類電子產品展覽會(CES2014& CES2015)中，德國奧迪公司和寶馬公司分別在新推出的概念車中采用了激光大燈技術。

　　由于激光熒光粉存在發光飽和的問題，隨著大功率密度激光芯片的激發下熒光粉的發光強度不隨電流密度的增大而線性增加。中國計量大學教授王樂和她的團隊為解決上述問題，從材料設計和激光白光光譜特性分析的角度開展了系統性基礎研究，為開發新型高效激光熒光粉和激光白光光源提供實驗和理論指導。揭示了熒光粉發光飽和的機理和本質，在此基礎上通過材料設計開發了響應材料，可適用于在高通量密度的激光激發下實現激光白光照明；在激光白光光譜配色調控及其封裝方面，通過計算仿真的方法，研究總結了激光芯片光譜與熒光粉配比形貌對白光發光效率和顯色指數的影響規律；開發了配色封裝熒光粉數據庫，研究出適用于激光白光照明的紅色CaAlSiN3:Eu2+微晶玻璃和黃色YAG-PiG熒光材料，設計并實現了高光效、高顯色性的激光白光光源的方案。相關研究成果(論文28篇)發表在包括Nature旗下Light-Sci. Appl.在內的多個知名國際期刊上，獲授權國家發明專利6 項。與廈門大學聯合研發的激光熒光材料目前已初步應用于汽車激光大燈照明光源中。

　　該項研究工作具有一定的前瞻性和創新性，研究成果對開發高效高顯色性的激光白光光源具有重大的經濟效益和社會價值，市場前景廣闊，將極大地推動浙江省乃至中國照明產業發展，促進經濟平穩較快發展，推動節能減排，有效引導我國半導體照明應用的健康快速發展，促進產業核心技術研發與創新能力的提高。

　　記者 金樂平 通訊員 周麗敏 韓亮

[編輯: 王姝]

(本文來源：科技金融時報)

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