【纯干货】复旦照明11项最新科研成果发布（完整版）

刘木清：各位记者朋友，我介绍一下我们课题组做的几个方面的工作。

第一个是LED隧道照明，大家知道上海长江隧道用的都是LED，在于2007-2009年当时把上海长江隧道一些工作，最后在我们国家的杭州、青岛等地都做了隧道照明，已经形成了相应的标准。我们国家也发布了标准。这个是我们的隧道研究，包括灯照技术，以及控制技术，包括这里都是用无线的方式，这边这些图片是我们在学校进行了相应的研究，所以我们在学校是挂了相应的灯具。

　　

第二个，大家知道，今年三个日本的科学家因为蓝光LED而获诺贝尔物理奖。实际上蓝光的LED的出现，使LED不仅可以用于视觉照明，还可以用于非视觉的很多领域，包括农业以及医疗的照明。这打开了照明的一个很广阔的新天地。这一个图片是这样的，我们获得了国家的863项目的支持，这个项目做什么呢?用LED去进行铁皮石斛的补光。大家知道铁皮石斛是一种非常珍贵的药材，非常贵，生长比较麻烦。我们在863项目的支持下，在云南进行了几亩地的种植实验，这个成果上海市主管农业的副市长还去看过。

　　

这个地方大家看到，这个是在云南的大棚试验照片。在大棚里，分为多个区间共进行113种试验光照条件的试验，包括11种LED光照条件、1种荧光灯光照条件及1种无光照条件。试验进行了8个月，每周进行一次铁皮石斛的株高、茎节数、茎粗、节间长度和株数测试，通过这些测试共获得近10万个测试数据。通过数据的统计，得出来的相应的结果是用LED补光和不用补光最大差异是6倍，即生产速度快6倍，而荧光灯的补光效果不明显。

通过这个研究，证实了LED用于铁皮石斛生长的补光的有效性。目前我们正在跟相应的单位联系，进行产业化，因为这样生产速度快得多，因为一般铁皮石斛的生产时候是两三年，我们希望这样可以速度加快，有经济效益。

第三个也是在国家863项目支持下我们把LED用于医疗的应用。我们跟上海的华山医院合作，制作了一个LED的口腔镜。大家知道去医院看牙齿，都要用牙镜，光从外面打进去，很麻烦，照明效果还不好。我们的做法是把LED跟牙镜做在一起，可以通过牙镜直接看到口腔的各个部位，效果非常好。

我们已经做了牙镜的结构、LED发光光谱、角度等的优化，医生使用起来最舒适。目前已经通过了上海八个主要医院的实用报告，期望很快将大面积普及。我想这跟市民的生活是息息相关的，谢谢大家。

刘克富：各位媒体记者，我们现在介绍一下我们课题组研究工作成果的情况。我们课题组研究方向是高功率电子学，实际上也是光源照明核心技术之一。大家知道，放电光源需要配备合适的电驱动技术才能工作。我们课题组这些年一直开展高功率电子学研究，获得了多项国家自然基金项目、国防高科技项目支持。我们第一个研究成果叫新型全固态脉冲功率驱动源技术。大家看到的这个装置图片就是我们刚刚完成为中国工程物理研究院研制的核物理驱动电源实验装置，已经交付使用。

　　

通过利用全固态半导体叠加技术，可以实现200千伏脉冲电压，这项技术在首先在国防领域具有广泛应用前景。比如高功率激光、高功率微波，加速器以及高技术领域都需要这种强脉冲驱动源。另外刚才张老师介绍的大功率紫外光驱动，也需要这项技术，国内现在还没有。

　　

我们通过研究解决了全固态脉冲功率源多项关键技术，克服了传统气体开关寿命短，可靠性差的技术瓶颈，具有使用寿命长，稳定性好，电压峰值、脉冲宽度、频率、极性任意调节等多方面技术优势。所以具有广泛应用前景，除了刚才介绍国防应用，在环保领域也有很好的应用。通过应用脉冲功率驱动，能够产生大面积的等离子体，用于废水降解和废气处理。

实验证实具有很好的处理效果。我们现在看到的就是这套全固态脉冲功率装置。这个技术已经在中国工程物理研究院、中国电子集团，中国兵器集团、哈尔滨工业大学、大连理工大学等单位获得了应用，为他们科研提供了强有力的驱动电源。可以讲这项技术填补了国内技术空白，处于国内领先地位。

目前大家都很关注环保问题，它关系到国计民生，环境污染影响我们的日常生活。环境污染影响我们国家经济持续发展。目前废水、废气污染还没有很好的处理技术，有的技术成本比较高，有的效果不太明显。我们利用刚才介绍的高功率脉冲驱动源进行放电，可以产生大面积等离子体，可以达到很好的降解效果。这是我们研制的一个等离子体放电处理器;

另外一个是废气处理实验装置。废气从一端进去，经过处理以后从另外一端出来，在处理器里面产生大面积的等离子体，挥发性有机废气在这里面得到降解，大部分有机物变成二氧化碳和水。我们通过气相色谱仪进行检测，效果非常明显，目前这个技术已经获得了环保界认可。因为它是一种新型、节能的废气处理技术。目前我们正在和企业进行合作，进行推广应用。

　　

另外一个是废水处理的装置，废水对我们生存环境影响很大的，有些有毒有害废水，对我们人类带来长期持续性的毒害，引起癌变。我们最近跟北京同仁堂中药研究院合作研究，解决中药川乌毒性废水降解问题。川乌是一种剧毒中药，其浸泡液一克就可致人死亡，毒性很大。

随着国家环保治理要求越来越高，中药行业毒性废水治理问题非常重视。北京同仁堂中药研究院与我们进行联系，看看川乌废水能否可以处理。我们通过脉冲等离子体放电处理以后，发现降毒效果非常明显。这个我们研制的废水处理装置，经过几次循环以后，原来颜色很深废水，通过降解以后，基本上已经变清了。对于这种剧毒中药废水，毒性降解效果非常好。我们已经通过了小白鼠和斑马鱼动物实验，我们处理完以后的废水，斑马鱼都能存活下来。这是一个通用的环保技术，可以推广应用到其他污染行业。

　　

大家知道，农药废水也是一种有机污染物废水，处理起来非常难。它是一个难以生化的废水，因为含有毒性，里面的微生物基本上都被杀死了，常规的生化技术很难处理。应用脉冲等离子体处理技术，可以把大部分有机物进行降解。我们实验室对实际农药废水，做了初步的实验研究，应该说降解效果非常好，达到70%—80%。还有对于一些医药行业废水，处理效果也是可以的。我们对土霉素废水也做过了实验，效果也是非常明显。

脉冲放电等离子体废水处理技术是集高能电子、臭氧、电子辐射于一体的高级氧化技术。属于一种物理化学处理新技术。而且利用脉冲放电，能源消耗非常低，没有二次污染，不需要氧化剂。是一种即插即用的处理技术，只需要一定电能，就可以对污水进行处理。这个技术在将来环保领域上，肯定会得到广泛使用。当然由于实际污水成分复杂，行业不同，成分差异很大，处理效果可能也有不同的结果。我们下一步将进一步研究，针对不同行业的，不同成分的废水，进行针对性研究。

　　

我们课题组成果就介绍到这里。谢谢大家!有什么问题我们会后还可以进一步交流，有兴趣的记者朋友欢迎到我们实验室去看看实际装置。

林燕丹：尊敬的记者朋友大家好，我们要发布的这两个成果，应该有一部分朋友对我们比较熟悉，因为我们的课题以前有过一些报道，现在又有新的进展。一个成果是实现结合固态照明的智慧供电技术，另外一个是为实现健康舒适的光环境通过理论依据并有所应用，现在给大家汇报一下。

我们做的第一个成果是结合固态照明的智慧供电技术,解决了分布式光伏发电的关键技术，在此基础上，利用太阳能发电和LED半导体照明以及锂离子电池储能的基础电压都是3.3V电压的天然优势，研究家用直流智慧供电系统与智能照明技术的结合，拟打造新能源供电模式下的智慧照明，实现节能与高品质生活。分布式光伏发电的技术已经获得上海市科学技术二等奖（获奖人：孙耀杰、林燕丹）。

第二个成果是LED不舒适眩光评估模型（成果第一完成人：林燕丹）。

　　

LED芯片技术飞速发展，已在多个照明领域广泛应用。然而，这种点式发光体由于发光面积小，表面亮度较高的特性造成了较强的眩光干扰，其眩光的评估和抑制措施是照明领域的研究热点。

　　

我们对国内外相关眩光评估方法的研究进行总结分析，发现现有研究对于LED眩光的评价存在不适用性。通过自主搭建仿真平台，我们探索了LED光源表面亮度、背景亮度、眩光源立体角和视线与光源水平夹角四个物理量对于LED心理眩光（不舒适眩光）程度的影响方式，并基于此建立了LED不舒适眩光评价的数学模型；并进一步探索其生理机理，解决了本领域的一大难题。

成果发表于SCI二区期刊Optics Express，得到国外媒体（如EE Times Europe， RedOrbit， Science Daily等知名媒体）对这篇文章广泛的报道和OE期刊第22卷第15期头条推送。该研究内容也成为国际照明委员会CIE TC4-33技术文件草案中向国际照明界推荐应用的一个评估方法。

　　

经过验证，本LED不舒适眩光评价可用于评价飞机驾驶舱、道路照明、汽车照明等不同照明应用领域的LED不舒适眩光评价，为规避LED眩光，缔造舒适安全光环境提供指导。其结果已应用于C919大飞机风挡设计的评价与指导。

尊敬的各位记者，我今天给大家介绍两个项目成果。

第一个项目成果是高效节能室内自然光照明系统。本项目的主要构想是通过把外面的自然光收集、耦合到导光管，再由导光管传输到室内进行二次配光，为白天需要室内照明的场所提供照明。2009年我们采用了非球面的二次反射的自然光采集，这也是我们的第一代成果，但结构大、不易安装。

2010年开始我们采用了面板式的收光系统，收光效率有所改善，而且安装简便，比如今天我们所在的会场的教室里面需要所有灯都开着，否则室内光线很暗，现在外面阳光又很好，通过我们这套系统，把收光面板贴在外面墙上，或者放在楼顶采光，把采集到的光耦合到导光管传播到这个会场进行照明，这个会场的教室照明此时就不需要消耗任何电能。这个也可以说该项目的第二代成果。

　　

该项目的第二代成果于2012年在美国光学学会光学类的一个高级刊物上发表，引起业内一些关注。该照明系统在白天需要照明的地下商场、停车场及大型会议室等场所具有广阔的应用前景。但是如果外面天气阴暗或者是在晚上没有阳光的时候，这个系统就不能使用。为此我们提出了一种自然光与LED混合一体式照明系统，节能效果很好，比荧光灯节能66%以上，比仅用LED节能42%以上。

这个成果的实验系统于去年年底完成，今年3月在美国光学学会光学类的又一个高级刊物上刊发。白天光-光转换的纯自然光以零能耗的特点为室内提供健康舒适的照明，该系统也实现了24小时全天候的舒适的照明，真正体现了高效节能。目前这套系统在收光效率上又有一些新的突破。

我们主要研发的是汽车前照灯，包括远光灯和近光灯。目前LED汽车灯的研究是一个热点，我们开发出来的远光灯的功耗不到10瓦，近光灯的功耗不到20瓦，加上电能损耗远光灯功耗最多超不过15瓦，近光灯也超不过25瓦，而且发光性能指标远远超过标准要求。

目前正在进行新一代大功率LED汽车前照灯的开发。相关其他一些研究报道的远近光灯功耗近30瓦。大家知道，汽车灯除了包括远光灯和近光灯的前照灯之外，还有前雾灯，后雾灯，转向灯，倒车灯等，我们目前也已经开发出了汽车前雾灯，正在进行产业化。关于项目成果的实物演示，欢迎大家一会到实验室参观一下，谢谢大家。

等离子空气净化器这个项目我给大家做一下介绍。我们做这个之前，也给做等离子净化器的几家企业做技术咨询，他们的产品做出来以后，拿到市场上卖，价格高得惊人。他们做出来的东西应该是什么成本我们是了解的，但是拿到市场上卖的价格实在太高了，我们觉得我们有必要出来做一款仍然是用我们的技术，做一款平民化的空气净化器的产品。基于这样的背景，我们开始着手做自己的产品。之前是给别人做，是支持的，在幕后。我们现在走到台前做。

　　

现在空气净化器在市场上比较流行的，基本上是两大流派，一个是需要过滤网的，叫物理吸附型的，使用到催化剂，用到活性碳。第二大派是等离子，基本上可以归为一个大类，广义上的等离子体空气净化，这个技术不是刚刚冒出来的，是上个世纪很多大的工厂集尘都用这个技术，只是目前我们把它小型化，做了进一步的优化，移植到我们室内空气净化使用。

两大技术流派，一个是用耗材的，使用过程中需要源源不断的费用；后面一种是等离子体的，没有使用成本。就像我们买了一台喷墨打印机，可以低价卖给你，但是后面你要源源不断的买油墨。一个通用滤网型家用空气净化器，每年使用的耗材成本是两百到三百元，使用时间五到八年，加上原来的购买成本，总费用比较高。

滤网型的购买成本低，加上使用成本仍然要高于目前报价高的等离子体净化器。等离子体净化器的硬件成本还是比较低的，相比三千元以上的销售价格，我们觉得利润率实在太高了。

我们要做的比肩目前市面上最好用的等离子体空气净化器，通过技术的优化，使成本更低，给愿意做低价产品的企业去产业化，我们要解决老百姓空气净化的问题，但又不要给老百姓添加更多的经济负担，我们研究了几个机型。

　

最左边的是一号机型，它有一个加湿的功能。雾霾多发生在冬天，冬天使用暖气，空气湿度不是很高，自己在家里也会买一个独立的加湿器。这个有一个加湿器的功能，同时我们把它的集尘板去掉，尘埃也不会聚集在里面，尘埃带电后会通过静电吸附沉到地板或者其他表面上，这是一号机型。

　　

二号机型考虑到很多家庭是空间比较有限的，我们可以做一个把它紧凑一点的，后面有一个简易可拆卸的板，维护起来很简单，清洗也比较容易，只要清洗一下可以反复使用。后面，维护是没有什么成本的。

　　

现在正在开发的三号机型，是我们要做到的是可以达到医疗级应用要求的产品，比如说我们放到医院的手术室里面，放到病房里面去，可以达到这个级别。不一定我们的机器放到病房里面去，但我们可以做到这个水平，还可以放到超净间里面去，三号机型可以做到。

这边我们给的一个图片，图片比较直观，看到等离子的发生，右边是一个静止状态的，但是我们给它放电，没有处在工作状态；左边是一个旋转的状态，看到一个非常均匀的等离子的发生。我们看到这里面，发光是很强的，我是用单反相机设十秒曝光时间拍出来的，实际上没有这么强，曝光时间长了看起来比较强。

刚刚说的应用方面，还有一些比较基础的前沿技术研究。包括OLED电极处理以及界面的处理。OLED的结构就是一个三明治的结构，里面夹有很多层，每一层都有两个界面。现在OLED普通的，比较实用的，性能比较好一些的器件层数至少是七八层以上，多的十几层。

里面有好多界面要处理，界面处理不好，就导致载流子输运的不通畅，要求加很高的电压，电压越高，我们的器件效率就越低，同时电压越高，我们的器件寿命就越短。所以我们目前首先从透明电极表面功函数提升开始做起，来调配电极与内层界面的匹配，匹配度越高，器件工作电压就越低，这是第一步工作。

后面每一层界面，都需要做表面处理，使之重新互联，整个界面可以把一些无序的分子结构，编制在一个网上，分子和分子之间，电荷传输就变得非常通常，这是一层内部的。

层与层之间的互联也可以增加电荷的传输，每一层没有互联的话，载流子的输运是通过的一种隧穿效应实现的，如果有一个化学键把界面两侧的分子连接起来，这个化学键就会成为载流子流动的桥梁，电流传输起来就通畅了，这是我们目前在做的部分工作。

后面还会做的对界面的进一步功能化，赋予它更多的功能，保持原有的功能下，赋予更多的功能，赋予一些新的特性，进一步优化它整个器件的性能。

　　

所以我们到最后，我们要达到的一个目标就是降低器件的驱动电压，来提高它的效率，同时我们的器件界面处理，使之结合牢靠，加上封装技术的改良，可以适当的延长器件寿命，这个工作偏基础方面的研究，所以我们的研发资金来源主要是在国家自然基金，成果主要是文章发表，申请一些专利，更多的是培养人才这方面，做一些工作。我们实验室的主要的两个研究的方向，为大家介绍这么多。

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