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科学家开发出微透镜阵列LED路灯
 城市的路灯在照亮道路的同时,也带来了大量的光污染和能源浪费,长期以来备受诟病却无解决良方。据物理学家组织网近日报道,日前一组来自中国台湾和墨西哥的研究人员开发出了一种新型照明系统,通过高效利用LED,能确保路灯只照亮需要光线的地方,而不产生其他不必要的光线。相关研究发表在近日出版的美国光学学会主办的《光学快报》杂志上。 

  在由普通路灯提供照明的道路尤其是较窄的道路上,我们经常看到的情况是,路面的明暗区域呈锯齿状分布。这种传统的照明方式不但效率低下,而且造成了严重的光污染。研究发现传统路灯的电能中有五分之一以上被水平和向上的光线所浪费。

  “这种新型LED系统的一个独特功能是,它能够适应不同街道的路灯布局,为各种街道和道路提供高效的照明,”参与这项研究的中国台湾中央大学光电学与工程学系孙庆成教授说。

  这种新型路灯系统由三个部分组成。第一个部分包含一串发光二极管,它们每个都配有一种被称为全内反射透镜(TIR)的装置,其作用是汇集光线,精确控制光束的方向,使光线平行射出而不会相互交叉。这些透镜被安装在一个反射腔中,作用是回收光线,确保它们能够更多地被用于照亮目标,这是该系统的第二部分。第三个部分是其最外层的光线过滤装置,它的作用是减少多余的眩光。通过这种独特的结构,研究人员能够控制光束的形状,目前初步设计的光束形状为矩形,非常适合路面照明。

  研究人员利用光利用率(OUF)来量化路灯的性能,光利用率越高路灯性能越好。计算机模拟结果显示,这种新型路灯系统光利用率可达到51%到81%,远远超过目前普通路灯的45%。此外,与传统路灯相比,这种新型路灯亮度更高、更节能,不易产生眩光和光污染。

  研究人员表示,由于该设计结构简单、采用普通的LED灯泡,可方便进行模块化组装。他们预计未来3到6个月内完成原型设计,明年年初在道路上进行实际安装实验。