中新網(wǎng)南京3月27日電 題：什么檔次的LED“燈” 竟能飛天作“星星”
作者 唐娟 盧薇 申冉
當(dāng)置身黑夜時，我們抬頭看見的不僅有璀璨星空和皎皎明月，更有人造衛(wèi)星等航天器在宇宙中熠熠生輝。
(資料圖片僅供參考)
其實，航天器工作的每個環(huán)節(jié)，都需要照明系統(tǒng)發(fā)揮至關(guān)重要的作用。而作為照明系統(tǒng)的核心部件——LED器件，其可靠性和光學(xué)性能特點直接影響著整套系統(tǒng)的穩(wěn)定輸出。
什么樣的LED器件才能經(jīng)過百里挑一的篩選，變身天空中的“星星”呢？讓我們帶你去探秘LED“燈”的飛天之路。
相較于民用產(chǎn)品，航天產(chǎn)品對于可靠性的要求異常苛刻。
常州光電技術(shù)研究所所長助理袁士東告訴我們，由于目前尚無專門針對航天用的大功率宇航級LED器件，一般都是按照航天標(biāo)準(zhǔn)對商業(yè)級LED進(jìn)行嚴(yán)格篩選。“這需要通過一系列環(huán)境模擬試驗，剔除早期失效或性能差的LED器件，在合格器件中進(jìn)行再篩選，最終選出可靠性更高、性能更佳的器件作為航天照明產(chǎn)品的光源。整個過程可謂是層層過濾、百里挑一。”
“當(dāng)LED器件從車間生產(chǎn)出來，我們首先要對其進(jìn)行一些常規(guī)檢查，主要包括外觀檢查和光電參數(shù)篩選。然后，再根據(jù)儀器設(shè)備的需求，對器件的電特性和光特性進(jìn)行測試，并挑選出符合需求的產(chǎn)品。”袁士東介紹。
一輪“冰火兩重天”的全面“體檢”是必須經(jīng)歷的考驗。
“先把備選的LED器材放入100℃甚至更高溫度的環(huán)境中，觀察其性能是否發(fā)生變化。再放入低溫環(huán)境，對其進(jìn)行低溫啟動能力的相關(guān)試驗。”袁士東解釋道，除此之外，溫度沖擊的磨煉也是必不可少，“所謂溫度沖擊是指在高、低溫區(qū)之間對器件進(jìn)行快速反復(fù)錘煉。”
“我們將會在模擬高、低溫長期工作的環(huán)境狀態(tài)下，繼續(xù)觀察器件的長期工作能力。隨后，讓器件在常溫下再連續(xù)工作兩周或更長時間，檢測其使用壽命。”袁士東介紹。
經(jīng)過這樣一輪“體檢”后，被篩選出的優(yōu)質(zhì)器件將根據(jù)未來工作點的不同需求，繼續(xù)進(jìn)行相應(yīng)的試驗和測試，比如：輻照試驗、器件的結(jié)溫和熱阻分布測試等。
“甚至需要對器件進(jìn)行精細(xì)的‘解剖’分析，觀測其物理性能是否可以滿足長期在惡劣環(huán)境下工作的要求。”袁士東繼續(xù)解釋，盡管通過以上流程，篩選出來的產(chǎn)品作為航天光源器件的可靠性已經(jīng)得到把控，但其自身的光學(xué)輸出特性還需要經(jīng)過各項測試。
例如，光的“體型”需要進(jìn)行嚴(yán)格設(shè)計，所謂“體型”就是LED器件的空間光分布，根據(jù)不同的場景特點和需求，需要對LED器件本身的發(fā)光特性進(jìn)行“整形”設(shè)計，通過前端的光學(xué)透鏡讓LED器件可以“指哪照哪”。
光的“體能”，也就是器件本身的發(fā)光能力，也是測試的必要步驟，一般用光通量指標(biāo)來評估。
光的“膚色”，即LED器件的色溫，暖白光和冷白光會帶給體驗者截然不同的感受。
“在歷時一個月左右的‘打怪升級’式篩選后，最終留下的LED器件才能達(dá)到航天標(biāo)準(zhǔn)，將作為人工光源安裝在航天飛行器內(nèi)，為宇航員提供空間照明。”袁士東告訴我們，這些經(jīng)過反復(fù)錘煉的LED器件不光在航天照明系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，在其他領(lǐng)域也展現(xiàn)著自己不可或缺的“光芒”。
例如，多種單色光LED的組合配比，為生物培養(yǎng)過程中光性能的調(diào)控提供了可能。
“不同的光譜會產(chǎn)生一些不同的生物效應(yīng)。這讓我們得以利用人工光源對動植物的培育過程進(jìn)行干預(yù)。”袁士東期待：“在不遠(yuǎn)的將來，人類可以在外太空通過人工光源，尤其是穩(wěn)定可靠的LED器件，對一些高等動植物進(jìn)行種植和培育。類似電影《火星救援》里的場景，在火星上種土豆可能就會更方便，收獲也會更多。”(完)
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