期待一盏灯

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  在北京奥运会的开幕式上,由焰火组成的29个巨大脚印令人印象深刻,仿佛有个巨人踏歌而行,在夜空中留下一串发光的脚印。想要亲身体验这种美妙的感觉,其实在家里也可以做到,虽然美妙程度打了不少折扣。
  英国人研制出了一种神奇地板,当人从上面走过时,身后会亮起一个个的“脚印”,从而让在夜里急急忙忙跑去上厕所的人不至于在黑灯瞎火中绊倒,然后又安全地回到卧室睡觉。这种地板听起来挺玄乎,实际上原理很简单,那就是利用了场致发光(也称电致发光)。有人在地板上面行走时,脚步所产生的压力,让负责提供电力的充电电池产生电场,继而激发夹在中间的固定发光材料。
  在“既实用又浪漫的脚印”问世之前,类似的“神奇”已经有过。有人“制造”了一间特别的房间,房间里绝对没有一盏我们平常用的灯,反正就是看不到灯的影子。但是,当摁下安装在门口的开关时,整个房间瞬间就亮了起来,放出微带绿色的光。这是为什么?其实房间里并不是没有灯,而是它乔装打扮成我们不认识的样子了。发出绿光把房间照亮的,是附在墙壁上的平板式场致发光设备。
  早在1936年,法国物理学家德斯特里奥就发现某些荧光物质,比如磷光体,在足够强的交变电场中能够直接发光。所谓直接发光,就是说不必先激发出紫外线,而是固定发光体将电直接转化为光。他把这种现象叫做场致发光。在这个过程中,没有不必要的能量损失,不会发热,因此所发出来的光一般称为“冷光”。
  场致发光的原理是:通过加在两个电极的电压产生电场,被电场激发的电子碰击发光中心,引起电子解级的跃进、变化、复合,从而导致发光。它不像我们所熟悉的白炽灯那样,里面的钨丝要加热到非常高的温度才会发光,也不像荧光棒一样需要一场化学反应来成全。就算与现在很多新型灯(放电灯)相比,场致发光仍旧显得非常省事。放电灯是先把电能转化为放电,放电再激发发光。
  飞机是场致发光最早的受益者之一。飞机上一些附属发光部件的设计,通常都要符合这么两个条件:一是要耗电少,二是光源重量要轻。正好,场致发光可以满足要求。在飞机机舱里,“No Smoking”(禁止吸烟)的信号牌一般都是场致发光。另外,控制板照明、地图阅读器等也都是用的场致发光灯。
  场致发光的普及性运用的逐渐产品化,是由“小夜灯”引发的,而后,诸如手表发光盘、手机发光屏与按键背光源等也都开始采用场致发光材料。很多大型体育馆都使用一种新型记分牌,记分员一按电钮,它就自动变换记分,上面的阿拉伯数字发出清晰、明亮而又柔和的光,这也是场致发光灯。现在,场致发光已经成为制作“标牌”的新宠。特别是一些安全通道的指示牌,很多都使用场致发光板,因为它使用寿命非常长。
  场致发光优点如此之多,自然被人们寄予厚望,利用它来制造显像管就是其一。场致发光显像管会比一般的显像管体积小,而显示出来的图像却能大得多。毫无疑问,当这样的显像管被运用到电视机里去时,将让我们领略到显示器的新科技魅力。据说这种显示器已经被开发出来,并且到了能够成熟运用的技术阶段。可以想见的是,场致发光显示器的问世,将掀起电视机的新一轮革命,液晶、背投、等离子估计都要纷纷靠边站了。“平板”、“超薄”等风尚将会被这种“梦幻显示器”演绎到一个新的极致。
  人们对场致发光的另一种厚望,是期待它被运用到普通照明中去。在以前,场致发光在照明功能上,仅仅只是用于电子设备和玩具的指示灯等,没法走向千家万户的天花板。美国的研究人员研制出了一种能够用于普通照明的场致发光灯,它的发光效率是传统白炽灯的4倍,而与荧光灯相比,则具有极为优越的环保性,不含有水银等有害物质。更令人叫绝的是,它的使用寿命居然可以长达15年左右,光凭这一点,就可以让很多不敢或者不愿意换灯泡的男生免去被指责之苦。
  这种灯的核心技术集中在一个发光二极管上。发光二极管的半导体开始选用的是蓝宝石,因为蓝宝石是一种非常理想的场致发光材料。可是,谁都知道,“点”得起这种灯的人不多。研究人员找到了解决这一问题的方法,他们利用包裹了金属的硅来代替,从而大大降低了成本。遗憾的是,这种“硅制品”尚不能高效地直接生产。但我们仍然可能找出期待它的理由,据说如果家家户户都使用这种灯的话,照明用电将节约10%以上。
  编辑/梁宇清
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