发光材料在防眩光交通监控补光照明中的应用
发布时间：2021-08-18 09:04
交通监控补光源在工作时产生的强烈眩光会干扰驾驶员视线,从而给道路安全带来了隐患。考虑到人眼对于不同色光的敏感程度,通过改进补光源的光谱分布,提高人眼较不敏感的红光部分,能够有效地减轻眩光。这需要改变发光器件中的荧光粉组成。本文通过高温固相反应法制备了铈掺杂的钇铝镓石榴石基黄绿色荧光粉以及铕掺杂的钙锶铝硅氮化物红色荧光粉。所合成样品均为纯相,粉末颗粒分布均匀。光谱测试表明,样品能够被可见蓝光有效激发,发射光分别位于黄绿光区和红光区。将上述荧光粉与蓝光芯片复合封装得到发光器件。测试表明,红色荧光粉能够显著改善发光器件的色温、显色指数等照明品质,在保持白光的同时能够减少光谱中的黄绿光部分,从而缓解眩光效应。
【文章来源】：化工进展. 2020,39(S1)北大核心EICSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
明视觉下的人眼视敏函数
石榴石晶体结构属于等轴立方晶系，所属空间群为I a-3d。其中，阳离子占据24c、16a和24d特殊等效点，而阴离子占据96h一般等效点[25]。离子半径较大的稀土元素一般占据配位环境为8配位12面体的24c位，小离子半径元素则占据8面体和4面体中心。研究表明三价铈离子取代12面体中心的三价钇[26-27]。从图2(a)可知，粉末颗粒呈球状，晶型发育良好。样品的XRD图谱如图2(b)所示，可见衍射峰与标准卡片PDF#01-073-1370相符[28]，没有杂峰出现，说明所合成样品为纯相。三价铈离子的激发、发射光谱源于宇称允许的电偶极4f?5d跃迁。处于激发态的5d电子裸露在外，不受5s2和5p6电子的静电屏蔽影响，其能级位置会随配位环境的改变而发生劈裂或移动，即晶体场效应[29]。如图2(c)所示，样品的激发谱由位于340nm和445nm的两个宽谱激发峰组成，分别对应于基态4f能级到次低、最低5d能级的吸收跃迁。在445nm蓝光激发下，样品发出峰值波长为525nm的绿光。因此，该荧光粉可以被芯片的450nm蓝光有效激发，并获得黄绿光发射。2.1.2 二价铕离子掺杂钙锶铝硅氮化物荧光粉
两种灯珠的发光光谱及色坐标如图4所示。蓝光芯片和钇铝镓石榴石荧光粉复合是目前白光LED灯珠常见的封装方案。其中，445nm附近的峰来自芯片，470～780nm的发光来自荧光粉。如图4(a)所示，由于该荧光粉的发射光谱包括了黄绿光和部分红光区，因此与芯片的蓝光复合可以得到白光。但照明品质较低，显色指数（Ra）仅为66.2，色温约6000K。与此同时，人眼最敏感的550nm光在非蓝光区的强度较高。因此，当光照较强时，利用该灯珠制成的交通抓拍补光源将对驾驶员的视觉造成严重的眩光效应。加入钙锶铝硅氮化物荧光粉后，灯珠光谱如图4(b)所示。可见红光区的强度最高。由于人眼对红光不敏感，因此该发光器件对驾驶员的眩光性会降低。与此同时，得益于红光区的加强，光源的显色性得到提升（Ra=89.8），色温降低至4000K。从图4(c)可知，这两种灯珠的光谱均位于白光区，即对于人眼的视觉效果仍然是白光源。综上，通过加入红光荧光粉，能够在不改变补光灯视觉效果的前提下，有效减轻对驾驶员视觉的眩光干扰。3 结论
【参考文献】：
期刊论文
[1]花菁类近红外荧光探针在生物检测中的应用研究进展[J]. 于雪,包青青,姜超,张思霞,张丰旗,陈驰,陶娅妮,张跃伟. 化工进展. 2019(12)
[2]Eu2+- Mn2+共掺T相硅酸盐荧光粉的制备与发光性能[J]. 宋振,何丽珠,刘泉林. 稀有金属. 2019(11)
[3]超高显色指数、全光谱白光LED封装技术[J]. 赵芳仪,刘小浪,宋振,刘泉林. 照明工程学报. 2019(03)
[4]高校校园交通监控补光照明的眩光调查——以重庆大学为例[J]. 何荥,邱卓涛. 照明工程学报. 2018(04)
[5]红外/白光混合补光系统在智能交通中的应用研究[J]. 高东东,徐晓婷,李博. 红外与激光工程. 2018(09)
[6]LED道路监控补光灯眩光危害评价方法研究[J]. 许巧云. 中国照明电器. 2017(09)
[7]道路照明失能眩光的评价及测试方法[J]. 林树坚. 中国照明电器. 2017(05)
[8]苏州市区夜间道路光环境影响因素分析[J]. 韩兵,陈亢利. 照明工程学报. 2016(05)
[9]浅谈重庆地区道路监控补光照明对机动车驾驶员的影响[J]. 全利,何荥. 灯与照明. 2016(03)
[10]钨/钼酸盐体系红色荧光粉合成方法的研究与发展[J]. 冯颖,王潇潇,童义平,文思. 化工进展. 2015(09)
本文编号：3349597
【文章来源】：化工进展. 2020,39(S1)北大核心EICSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
明视觉下的人眼视敏函数
石榴石晶体结构属于等轴立方晶系，所属空间群为I a-3d。其中，阳离子占据24c、16a和24d特殊等效点，而阴离子占据96h一般等效点[25]。离子半径较大的稀土元素一般占据配位环境为8配位12面体的24c位，小离子半径元素则占据8面体和4面体中心。研究表明三价铈离子取代12面体中心的三价钇[26-27]。从图2(a)可知，粉末颗粒呈球状，晶型发育良好。样品的XRD图谱如图2(b)所示，可见衍射峰与标准卡片PDF#01-073-1370相符[28]，没有杂峰出现，说明所合成样品为纯相。三价铈离子的激发、发射光谱源于宇称允许的电偶极4f?5d跃迁。处于激发态的5d电子裸露在外，不受5s2和5p6电子的静电屏蔽影响，其能级位置会随配位环境的改变而发生劈裂或移动，即晶体场效应[29]。如图2(c)所示，样品的激发谱由位于340nm和445nm的两个宽谱激发峰组成，分别对应于基态4f能级到次低、最低5d能级的吸收跃迁。在445nm蓝光激发下，样品发出峰值波长为525nm的绿光。因此，该荧光粉可以被芯片的450nm蓝光有效激发，并获得黄绿光发射。2.1.2 二价铕离子掺杂钙锶铝硅氮化物荧光粉
两种灯珠的发光光谱及色坐标如图4所示。蓝光芯片和钇铝镓石榴石荧光粉复合是目前白光LED灯珠常见的封装方案。其中，445nm附近的峰来自芯片，470～780nm的发光来自荧光粉。如图4(a)所示，由于该荧光粉的发射光谱包括了黄绿光和部分红光区，因此与芯片的蓝光复合可以得到白光。但照明品质较低，显色指数（Ra）仅为66.2，色温约6000K。与此同时，人眼最敏感的550nm光在非蓝光区的强度较高。因此，当光照较强时，利用该灯珠制成的交通抓拍补光源将对驾驶员的视觉造成严重的眩光效应。加入钙锶铝硅氮化物荧光粉后，灯珠光谱如图4(b)所示。可见红光区的强度最高。由于人眼对红光不敏感，因此该发光器件对驾驶员的眩光性会降低。与此同时，得益于红光区的加强，光源的显色性得到提升（Ra=89.8），色温降低至4000K。从图4(c)可知，这两种灯珠的光谱均位于白光区，即对于人眼的视觉效果仍然是白光源。综上，通过加入红光荧光粉，能够在不改变补光灯视觉效果的前提下，有效减轻对驾驶员视觉的眩光干扰。3 结论
【参考文献】：
期刊论文
[1]花菁类近红外荧光探针在生物检测中的应用研究进展[J]. 于雪,包青青,姜超,张思霞,张丰旗,陈驰,陶娅妮,张跃伟. 化工进展. 2019(12)
[2]Eu2+- Mn2+共掺T相硅酸盐荧光粉的制备与发光性能[J]. 宋振,何丽珠,刘泉林. 稀有金属. 2019(11)
[3]超高显色指数、全光谱白光LED封装技术[J]. 赵芳仪,刘小浪,宋振,刘泉林. 照明工程学报. 2019(03)
[4]高校校园交通监控补光照明的眩光调查——以重庆大学为例[J]. 何荥,邱卓涛. 照明工程学报. 2018(04)
[5]红外/白光混合补光系统在智能交通中的应用研究[J]. 高东东,徐晓婷,李博. 红外与激光工程. 2018(09)
[6]LED道路监控补光灯眩光危害评价方法研究[J]. 许巧云. 中国照明电器. 2017(09)
[7]道路照明失能眩光的评价及测试方法[J]. 林树坚. 中国照明电器. 2017(05)
[8]苏州市区夜间道路光环境影响因素分析[J]. 韩兵,陈亢利. 照明工程学报. 2016(05)
[9]浅谈重庆地区道路监控补光照明对机动车驾驶员的影响[J]. 全利,何荥. 灯与照明. 2016(03)
[10]钨/钼酸盐体系红色荧光粉合成方法的研究与发展[J]. 冯颖,王潇潇,童义平,文思. 化工进展. 2015(09)
本文编号：3349597
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