照明技术的演进:从白炽灯开始

the evolution of lighting technology

电灯是将电能转化为光能的人工照明光源,它的发明彻底改变了人类“日出而作,日落而息”的生活。它在推动人类文明发展中发挥了举足轻重的作用。要全面了解照明技术的演变,必须研究照明技术的三个关键里程碑及其随后跨越四个不同时代的发展。

图片1

 

(1)第一个里程碑和第一代光源:

1879年,托马斯·爱迪生向世界推出了实用的白炽碳丝灯,标志着人类历史上从依赖黑暗到广泛使用人造光的重大转变。在接下来的30年里,不断的改进导致了钨丝白炽灯的发展。然而,即使在今天,传统的白炽灯,尽管有各种迭代和功率选择,也只能将1.5%到3%的电能转化为光。

图片2

(2)第二个里程碑与第二代、第三代光源:

第二个里程碑是1938年美国通用电气公司发明气体放电荧光灯,突破了钨丝白炽灯的局限性,开创了气体放电照明时代。荧光灯的引入大大提高了发光效率,比白炽灯节能5-8倍。然而,即使有了稀土荧光灯等进步,转换效率仍然有限,约为电能的10%-15%。

第三代光源是高强度放电灯,其特点是功率密度高、光通量大,适用于室内外照明,解决了荧光灯的一些缺点。

图片3

(3)第三个里程碑和第四代光源:

1993年,中村修二发明了实用的蓝色LED,标志着高效固态电子照明新时代的开始。蓝色LED在发光效率方面取得了重大进展,实验室级芯片的效率达到了惊人的水平,将约45%的电能转化为光能。这分别比传统荧光灯和稀土荧光灯的性能高出4.5倍和3倍。蓝色LED的发明也为智能照明系统铺平了道路,为节能和增强功能开辟了新途径。

图片4

纵观历史,许多先驱和创新者都为照明技术的发展做出了贡献:

1821年,著名的照明二人组大卫和法拉第率先发明了弧光灯;八年后的1878年,约瑟夫·斯旺推出了具有突破意义的碳化物白炽灯;第一个里程碑发生在1909年,“钨丝灯的守护神”柯立芝发明了钨丝白炽灯泡,随后欧文·朗缪尔发明了充气白炽灯,彻底改变了照明技术的发展。

1910年,天才的克劳特发现了氖气;1920年,著名的美国物理学家阿瑟·康普顿发明了低压钠灯;第二次重大进步发生在1957年,“紧凑型荧光灯之父”艾德·哈默斯将荧光灯设计得更紧凑; 1961年,美国著名公司通用电气推出Gilbert Lehring的金属卤化物灯;1964年,美国通用电气公司的敬业员工设计出第一只高压钠灯;1970年,电子镇流节能灯的问世,为最终取代白炽灯奠定了基础。

LED诞生于1960年:英国科学家Henry Joseph Rand的精心研究,促成了半导体灯的发展;1960年,“LED之父”Nick HeLunYak发现磷砷化镓半导体发出的是红光;1962年,“发光二极管之父”Nick Hollenacker发明了发光二极管;1985年,“蓝光LED先驱”日本的赤崎勇制成了氮化镓PN结,首次实现了蓝光LED;第三个里程碑是1979年,华裔科学家滕青云在柯达公司研究时发明了OLED;2010年,美国加州大学圣芭芭拉分校的中村修二成功研制出基于半极性氮化镓的蓝色激光二极管,人类迈入固态激光照明时代;2014年,美国CREE公司将碳化硅衬底上的GaN白光LED光效提升到惊人的303lm/W,电光转换效率达到44.4%。

从早期的弧光灯、碳化白炽灯的发明,到紧凑型荧光灯、金属卤化物灯的发展,每一个都在塑造现代照明格局中发挥了重要作用。

除了重大的里程碑,全球照明专业人士的持续研发,创造了各种高价值的光源和照明产品。这些贡献共同推动了照明领域的发展,丰富了人类的体验并推进了可持续的照明解决方案。

发表评论

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注

滚动至顶部
Share to...