城市的路燈在照亮道路的同時(shí)，也帶來(lái)了大量的光污染和能源浪費(fèi)，長(zhǎng)期以來(lái)備受詬病卻無(wú)解決良方。據(jù)報(bào)道，日前一組來(lái)自中國(guó)臺(tái)灣和墨西哥的研究人員開(kāi)發(fā)出了一種新型照明系統(tǒng)，通過(guò)高效利用LED，能確保路燈只照亮需要光線(xiàn)的地方，而不產(chǎn)生其他不必要的光線(xiàn)。
在由普通路燈提供照明的道路尤其是較窄的道路上，我們經(jīng)?？吹降那闆r是，路面的明暗區(qū)域呈鋸齒狀分布。這種傳統(tǒng)的照明方式不但效率低下，而且造成了嚴(yán)重的光污染。研究發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)路燈的電能中有五分之一以上被水平和向上的光線(xiàn)所浪費(fèi)。
“這種新型LED系統(tǒng)的一個(gè)獨(dú)特功能是，它能夠適應(yīng)不同街道的路燈布局，為各種街道和道路提供高效的照明，”參與這項(xiàng)研究的中國(guó)臺(tái)灣中央大學(xué)光電學(xué)與工程學(xué)系孫慶成教授說(shuō)。
這種新型路燈系統(tǒng)由三個(gè)部分組成。第一個(gè)部分包含一串發(fā)光二極管，它們每個(gè)都配有一種被稱(chēng)為全內(nèi)反射透鏡（TIR）的裝置，其作用是匯集光線(xiàn)，精確控制光束的方向，使光線(xiàn)平行射出而不會(huì)相互交叉。這些透鏡被安裝在一個(gè)反射腔中，作用是回收光線(xiàn)，確保它們能夠更多地被用于照亮目標(biāo)，這是該系統(tǒng)的第二部分。第三個(gè)部分是其最外層的光線(xiàn)過(guò)濾裝置，它的作用是減少多余的眩光。通過(guò)這種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，研究人員能夠控制光束的形狀，目前初步設(shè)計(jì)的光束形狀為矩形，非常適合路面照明。
研究人員利用光利用率（OUF）來(lái)量化路燈的性能，光利用率越高路燈性能越好。計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果顯示，這種新型路燈系統(tǒng)光利用率可達(dá)到51%到81%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)目前普通路燈的45%。此外，與傳統(tǒng)路燈相比，這種新型路燈亮度更高、更節(jié)能，不易產(chǎn)生眩光和光污染。
研究人員表示，由于該設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、采用普通的LED燈泡，可方便進(jìn)行模塊化組裝。他們預(yù)計(jì)未來(lái)3到6個(gè)月內(nèi)完成原型設(shè)計(jì)，明年年初在道路上進(jìn)行實(shí)際安裝實(shí)驗(yàn)。
