“有机发光二极管（OLEDs）”专刊序

<正>阳光是自然界能源的起点，光的认知与利用是人类文明进步的标志。光能量分布（光谱）、光子的波粒二相性的发现是现代物理学的基础。火的利用是远古人类第一个可控的光源，“是人类第一次支配了一种自然力，将人与动物分开”。19世纪末，电光源（电灯）的发明变革了人类延续百万年的以火为基础的照明方式，人类进入了全新的时代。     

火灾科学概论

 一、引言火是人类的朋友,也是人类的敌人。从远古时期,人类发现了火,并利用它取暖、熟食,在不断地学习和掌握用火的过程中,实现了人类生活由野蛮到文明的飞跃.半个多世纪来,为了给研制和设计高效、净化的燃烧装置提供科学依据、燃烧学应运而生.近20年来,人们开展了对火灾发生、发展和防治机理的研究,逐步形成了和发展了一门新的学科一火灾科学.二、发展简史失去控制的火,给人类生命财产和自然资源带来损失,则成为火灾.火灾现象遍及城市与乡村,包括森林、建筑、油类,装备设施和交通工具等火灾,以及可燃气体和粉尘的爆炸等.     

固相物质的激光冷却

人类的祖先早在数十万年前就学会了使用火 .先是用火照明、取暖、烧饭 ,后来又掌握了用火烧制陶瓷 ,冶炼金属和制造工具 .进入 18世纪 ,人类开始大规模地开采化石燃料 ,用于生火、作功、发电 .与上述热能利用的悠久历史相对照 ,人工制冷技术的发明至今才有 16 0多年的历史 .这一反差部分地可以归因于自然界普适的热力学第二定律 .制冷过程需要通过对制冷剂作功 ,达到从低温端吸热并向高温端放热的目的 .而这样一个过程在自然界中不会自发产生 .制冷技术的发展在 2 0世纪曾使全世界受益 .今天 ,当人类步入信息化时代 ,各行各业对制冷技术提出…     

中国古灯具中的物理学原理

 我国古代灯具,从考古发现的实物看,至少有几千年历史。当人类开始用火时,就发现火能发出光和热,可以用于照明。早期人们用篝火照明,后来才发明火炬。最初的“烛”字,指的就是火炬。因火炬不易控制,人们便开始探索新的照明方法。经过实践,发现油和蜡是性能较好的照明燃料,后来又发明了灯具。通常,人们把以油为燃料的灯具叫做灯盏,把以蜡为燃料的灯具叫做烛台。灯在古代也称“登”或“镫”。《雅尔·释器》说:“瓦豆谓之登”,《楚辞·招魂》说:“兰膏明烛,华镫错些”。由此可见,灯的形制可能是从生活器皿“豆”演变过来的。最初人们或许借用瓦豆作为灯具照明,渐渐瓦豆也就演变成灯具了。     

热力学第一定律的建立及其伟大历史作用

 一、历史渊源与科学背景人类使用热能为自己服务有着悠久的历史,火的发明和利用是人类支配自然力的伟大开端,是人类文明进步的里程碑。中国古代就对火（热）的本性进行了探讨,殷商时期形成的“五行说”-金、木、水、火、土,就把火（热）看成是构成宇宙万物的五种元素之一。北宋时刘昼更明确指出：“金性苞水,木性藏火,故炼金则水出,钻木而生火。”古希腊米利都学派的那拉克西曼德（Ａｎａｘｉｍａｎｄｅｒ,约公元前６１１-５４７）把火看成是与土、水、气并列的一种原素,它们都是由某种原始物质形成的世界四大主要元素。     

对称照明在傅里叶叠层成像中的应用

傅里叶叠层成像技术是一种全新的能够恢复出大视场下高分辨率图像的技术,而较长的采样时间限制了傅里叶叠层成像的实际应用.本文阐述了一种利用对称照明提高傅里叶叠层成像速度的方法,研究了傅里叶叠层成像在空域和频域上的对称性,指出在不考虑相位的情况下,利用对称照明可提高照明强度,减少傅里叶叠层成像所需要的图像数,同时可以提高傅里叶叠层成像图像重建的速度.实验表明使用对称照明可以在不改变算法复杂性的前提下,得到与传统傅里叶叠层成像同样的高分辨率,且所需的图像数减少约50%,采样时间减少约70%,图像重建时间减少约50%.基于对称照明的方法将促进傅里叶叠层成像技术在实时成像中的应用.     

相干光照明下高速摄影系统时间分辨率评价标准的初步研究

高速摄影系统的时间分辨率是指能够分开瞬变事件二个相邻时态的能力。对于分幅记录,就是分幅时间;对于扫描记录,还不能说有了统一的认识和统一的测试评价方法。本文主要阐述了相干照明下扫描记录系统时间分辨率的理论公式,指出用激光照明测试时间分辨率时应按相干照明来进行推导,同时说明记录介质上一点的曝光应是狭缝象强     

应用于投影光刻离轴照明的自由曲面设计

离轴照明是现代投影光刻中的一种重要的分辨率增强技术.针对不同的照明模式要求,提出了一种利用自由曲面来实现离轴照明的方法.根据入射面和目标面之间的坐标拓扑和能量守恒关系,利用数值求解法得出自相应的折射式自由曲面并对结果进行模拟,分别设计了环形、二极和四极照明,照明效率均达到90%以上,照明均匀性均优于93%.结果表明,可...     

一种应用于LCoS光机的复眼照明系统仿真设计

复眼照明系统利用复眼透镜,可实现高亮度和较好的亮度均匀性,并且有较成熟的偏振处理方法,在投影系统特别是基于偏振光的投影系统中能提供比光棒照明系统更加高的亮度和好的均匀性的画面,使得光能利用率和图像均匀性有了较大的提高。在对复眼照明系统的原理进行分析的基础上,设计了一种用于投影光机的复眼照明系统,并用Matlab对该系统进行了光线追迹的仿真程序设计。对复眼照明系统的光线追迹进行了仿真。实际应用证明,在LCoS中采用本方案设计的照明系统比光棒照明系统具有更高的亮度和更好的均匀性。     

用于液晶显示屏幕检测的大口径小角度LED光源设计

针对液晶显示屏幕检测中光源照明均匀性较差的问题,基于非成像光学理论提出了一种大口径小角度的发光二极管(LED)照明光源设计方法。光源采用阵列式照明方式,对单颗LED设计菲涅耳透镜实现小角度的准直照明;推导阵列均匀照度分布条件并利用Trace Pro软件进行优化,确定阵列最优间距;最终通过在照明面上的光斑拼接叠加实现均匀矩形照明。照明光源由12×9个配光单元形成均匀方形阵列排布,每两个配光单元间距30 mm。仿真结果表明,光源的发光角度小于±10°,在距光源170 mm的照明面上,平均照度大于45000 lx,非均匀性3.8%,均满足设计指标。该方法设计的阵列式光源无论平均照度还是照度均匀性均比现有光源有明显优势。     

光污染及其抑制措施

人工照明给人类带来了光明、活力、欢乐和现代文明．但过度的人工照明会造成光污染．     

半导体照明发光二极管(LED)芯片制造技术及相关物理问题

以化合物半导体材料为发光元件的半导体固态照明正引发人类照明史上的又一次伟大革命.目前,局限半导体照明广泛应用的主要技术瓶颈有：出光效率（或外量子效率）,单管最大可发光通量（或最大可工作功率）,单位光通量的成本和发光二极管可正常使用寿命.文章综述和分析了与芯片发光效率（或外量子效率）和单芯最大可发光通量（或最大可工作功率）相关的制造技术和相关物理问题.     

中国古代的热学

一年四季最明显的是温度和物态变化,这对人们认识和理解冷热现象提供了天然的实验.随着人们对火的制取和利用,开始金属的冶炼、陶器和瓷器的烧制.从这些活动中人们开始了对热现象的研究,提高了对热能的利用.在人类历史上,有关热现象的知识和技术的应用,对社会发展起到了巨大的作用.     

基于阶梯相位调制的窄谱激光主动照明均匀性

提出一种基于阶梯相位调制的窄谱激光主动照明方法,利用阶梯型相位调制器对窄谱激光进行相位调制,提高照明激光到达目标处的光斑均匀性和稳定性.建立了窄谱激光阶梯相位调制和照明激光远场光斑均匀性的理论模型,搭建了光束经过1.8 km水平传输的窄谱激光主动照明实验平台,通过5阶梯相位调制器对0.05 nm线宽的照明激光进行相位调制,实现了照明激光远场光斑匀化实验.实验结果表明,通过5阶梯相位调制器进行相位调制后,远场光斑包含57%能量区域的空间闪烁率从0.73改善到0.33,中心光强时间闪烁指数从0.38改善到0.14,照明激光远场光斑均匀性和稳定性都得到明显提升.     

基于PV-LED的公路隧道照明系统及控制方法研究

针对阳光输送机的可靠性差等问题,设计了一种具有自动组合功能的PV-LED隧道直接照明系统及控制方法;该系统充分利用了阴雨天散射的太阳光,使增强照明部分可根据隧道外太阳光强弱自动变化,有效回避了阳光输送机本身存在的因为天气阴、晴变化导致太阳光时有时无工作稳定性差的先天性缺陷;从理论和实践结合的基础上实现了隧道的基本照明和增强照明系统,为太阳能推广应用开辟了一条新道路。     

基于序列光线追迹原理的快速优化照明设计

为解决LED扩展光源照明系统设计时,优化时间较长且多软件数据传输繁琐等问题,提出了一种仅用Matlab软件进行快速优化设计的方法。该方法将成像设计中的序列光线追迹原理应用于照明设计中,并利用菲涅尔公式与照度补偿理论,提高了照度拟合速度。同时,通过该方法可将光线追迹与反馈优化紧密相连,实现对照明系统的一站式优化设计。以一紧凑型（h/d=2.5:1）匀光透镜设计为例进行试验,结果表明:给定光源和目标面的参数后,获得匀光透镜数值解的优化时间仅为8 min,优化时间缩短近一个数量级;经SolidWorks成型和TracePro仿真测试,目标面上的均匀度和光效分别达到86.75%和88.42%,照明效果提高明显。     

改进宽银幕投影显示照明系统的设计方法

照明系统是投影显示系统的重要组成部分,决定着整个系统的亮度和照明均匀性。复眼系统是一种常见的液晶投影显示系统照明结构。传统的复眼照明系统设计方法中,复眼小透镜具有与液晶板相同的长宽比,可以获得能量利用率和均匀性都比较好的照明光斑。但研究发现,利用这种方法设计宽银幕投影显示设备的复眼照明系统,会引起一定的光能损失。针对这一问题,通过对复眼系统设计理论的分析和对实际复眼照明系统的模拟,创新性地提出了在照明系统中引入柱面透镜改变复眼小透镜的长宽比的设计方法,能够有效的提高投影系统能量利用率。模拟计算结果表明,引入柱面透镜的复眼照明系统与传统方法设计的复眼系统相比,能量利用率可以提高5％到10％。     

LNG化学能与冷(火用)综合梯级利用的多重联合循环

本文提出了综合梯级利用LNG化学能和冷(火用)的多重联合循环。住对多重联合循环系统集成的设计构思基础上,通过不同物性工质和不同循环方式的系统集成,实现了LNG化学能和冷(火用)的高效梯级利用。新循环的(火用)效率与参比循环相比提高了2.3个百分点。本文成果为更高效综合利用LNG提供新的构思和方案。     

六号受控热核实验装置是怎样诞生的

受控热核反应的研究是为人类探索新的能源.它的任务是掌握和控制轻核聚变反应的办法,把轻核聚变反应控制住,不让它形成爆炸,而叫它的能量慢慢地释放出来,并把这个巨大的能量变成电能.人类一旦掌握了这个技术,整个大海就将变成人类的新型“油库”,因为水中含有相当数量的氢的同位素──重氢。一公升水中的重氢。如果充分“燃烧”的话,所放出的热量相当300升汽油. 当前,受控热核反应的研究工作是美苏两个超级大国妄图继续实行核垄断的重要领域之一.国际上开始搞受控研究是和核武器的发展联系在一起的.因为受控热核反应一旦实现,首先可以利用廉…     

基于均匀照明的LED反射器的设计

为了创造良好的视觉环境,并提高光能利用率,设计了一种基于均匀照明的LED反射器。之所以选用球面环形阵列LED光源,第一是为扩大照明范围,其次是为了避免面光源垂直照射产生光强过强而导致的眩晕。设计的反射器是运用划分网格的方法获得自由曲面面型,运用机械建模软件拟合曲面的实体模型,进行了照明仿真模拟及分析。结果表明,与传统的反光器相比,自由曲面的反射器能较大程度地利用光源发出的能量,而且均匀性也有很大的提高。