作者:唐娟 卢薇 申冉 来源:中国新闻网 发布时间:2023/3/27 15:55:06
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什么档次的LED“灯” 竟能飞天作“星星”

 

中新网南京3月27日电 题:什么档次的LED“灯” 竟能飞天作“星星”

作者 唐娟 卢薇 申冉

当置身黑夜时,我们抬头看见的不仅有璀璨星空和皎皎明月,更有人造卫星等航天器在宇宙中熠熠生辉。

其实,航天器工作的每个环节,都需要照明系统发挥至关重要的作用。而作为照明系统的核心部件——LED器件,其可靠性和光学性能特点直接影响着整套系统的稳定输出。

什么样的LED器件才能经过百里挑一的筛选,变身天空中的“星星”呢?让我们带你去探秘LED“灯”的飞天之路。

相较于民用产品,航天产品对于可靠性的要求异常苛刻。

常州光电技术研究所所长助理袁士东告诉我们,由于目前尚无专门针对航天用的大功率宇航级LED器件,一般都是按照航天标准对商业级LED进行严格筛选。“这需要通过一系列环境模拟试验,剔除早期失效或性能差的LED器件,在合格器件中进行再筛选,最终选出可靠性更高、性能更佳的器件作为航天照明产品的光源。整个过程可谓是层层过滤、百里挑一。”

“当LED器件从车间生产出来,我们首先要对其进行一些常规检查,主要包括外观检查和光电参数筛选。然后,再根据仪器设备的需求,对器件的电特性和光特性进行测试,并挑选出符合需求的产品。”袁士东介绍。

一轮“冰火两重天”的全面“体检”是必须经历的考验。

“先把备选的LED器材放入100℃甚至更高温度的环境中,观察其性能是否发生变化。再放入低温环境,对其进行低温启动能力的相关试验。”袁士东解释道,除此之外,温度冲击的磨炼也是必不可少,“所谓温度冲击是指在高、低温区之间对器件进行快速反复锤炼。”

“我们将会在模拟高、低温长期工作的环境状态下,继续观察器件的长期工作能力。随后,让器件在常温下再连续工作两周或更长时间,检测其使用寿命。”袁士东介绍。

经过这样一轮“体检”后,被筛选出的优质器件将根据未来工作点的不同需求,继续进行相应的试验和测试,比如:辐照试验、器件的结温和热阻分布测试等。

“甚至需要对器件进行精细的‘解剖’分析,观测其物理性能是否可以满足长期在恶劣环境下工作的要求。”袁士东继续解释,尽管通过以上流程,筛选出来的产品作为航天光源器件的可靠性已经得到把控,但其自身的光学输出特性还需要经过各项测试。

例如,光的“体型”需要进行严格设计,所谓“体型”就是LED器件的空间光分布,根据不同的场景特点和需求,需要对LED器件本身的发光特性进行“整形”设计,通过前端的光学透镜让LED器件可以“指哪照哪”。

光的“体能”,也就是器件本身的发光能力,也是测试的必要步骤,一般用光通量指标来评估。

光的“肤色”,即LED器件的色温,暖白光和冷白光会带给体验者截然不同的感受。

“在历时一个月左右的‘打怪升级’式筛选后,最终留下的LED器件才能达到航天标准,将作为人工光源安装在航天飞行器内,为宇航员提供空间照明。”袁士东告诉我们,这些经过反复锤炼的LED器件不光在航天照明系统中得到广泛应用,在其他领域也展现着自己不可或缺的“光芒”。

例如,多种单色光LED的组合配比,为生物培养过程中光性能的调控提供了可能。

“不同的光谱会产生一些不同的生物效应。这让我们得以利用人工光源对动植物的培育过程进行干预。”袁士东期待:“在不远的将来,人类可以在外太空通过人工光源,尤其是稳定可靠的LED器件,对一些高等动植物进行种植和培育。类似电影《火星救援》里的场景,在火星上种土豆可能就会更方便,收获也会更多。”(完)

 
 
 
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