第十三屆國際照明科技研討會介紹

劉木清 劉 洋 周小麗

(復旦大學電光源研究所，先進照明技術教育部工程研究中心，上海 200433)

1 LS會議的歷史沿革

國際電光源科技研討會，英文全稱“International Symposium on the Science and Technology of Light Sources”，簡稱LS系列會議。該會議開始于1975年英國的Loughborough，會議主要探討光源的科學與技術問題。前三屆都是每四年一屆。1983年之后，鑒于當時緊湊型熒光燈、HID等光源技術的快速發展，第四屆之后改為每三年一屆。LS系列會議一直獲得Philips、OSRAM、GE等行業巨頭的支持，這些公司一直派遣公司的技術負責人或首席科學家擔任LS會議的國際委員會成員。正是由于這些公司的鼎力支持，使得LS系列會議成為電光源領域的國際上最重要的會議，成為電光源領域發展的風向標。中國的復旦大學電光源研究所曾于2007年成功的舉辦第十一屆國際電光源科技研討會(LS:11)。之后的第十二屆在 philips的總部Eindhoven召開。今年在美國Troy召開的是第十三屆。實際上，經過近四十年的沉淀，LS系列會議已經形成自己的傳統，每屆會議都是在周日下午有2個主題報告，這也是會議最重要的兩個報告。一般都邀請本領域有重大影響的個人或單位做該報告。之后是周一到周五的正式會議，中間安排多個social activities.會議還有兩個特點，其一是會議沒有分場報告，自始至終都是大會報告，以維護會議的嚴肅性;另一個特點是，會議poster很受重視，是其重要的組成部分，會議在2～4個大會報告之后，穿插與會議報告幾乎相同時間的poster的交流。這為同行的交流提供很好的平臺。

2 LS:13的特點

2010年在Eindhoven召開的LS:12上，經過全體FAST-LS委員的投票，決定LS:13于2012年在美國的Charlotte召開，但之后由于主要組織者工作進展不力，FAST-LS決定將會議改為在國際上享有很高聲譽的美國Rensselaer理工大學內的照明技術研究所 (LRC)主辦，具體地點在紐約州的Troy，時間為6月24～29日。由于會議的更改，也使本次會議的組織受到一定的影響。規模比上兩屆要略小。共有238人參與，來自22個國家和地區，圖1為參會代表主要國家和地區分布。會議共收錄論文146篇。

圖1 LS:13會議參會代表分布

本次會議依然有多個特點，與讀者分享如下:

2.1 會議的名字

前文所述，LS系列會議全文為“International Symposium on the Science and Technology of Light Sources”，即國際光源科技研討會。但是，鑒于目前光源領域LED技術的快速發展，在LS:12之后，FAST-LS經過多次討論，決定對LS會議進行改革。其一是將LS系列會議的時間更改為每兩年一屆，并探討進行一定形式的中期會議，其二也是會議的最大改變，會議名稱變為“International Symposium on the Science and Technology of Lighting”，仍然是LS系列會議。筆者參與了其中的討論，主要是FAST-LS認為，LED在照明上的應用帶來了許多照明科學與技術的問題有待研究，同時也讓照明與光源的技術結合更加緊密。這個改變，也預示著LS系列會議的內容的轉變。同時，區別于國際照明委員會CIE，會議名稱中用了lighting而非illuminating，也說明了LS會議的內容關注的內容不僅是光的視覺功能，后文還將講到這一點。

2.2 會議的內容

本次會議2個開篇報告，33個邀請報告，27個口頭報告，張貼報告為84篇。

應該說，LED是會議的主角，這從會議的整個情況可以看出。

注冊日當天傍晚的開篇報告是“Updating a legacy:trading up the Edison's light bulb and electrical infrastructure”，這個報告是承辦方LRC科研負責人Narendran教授做的，報告開篇講述Edison發明了燈泡，但是他堅持直流電比交流電好的觀點被證明是錯誤的。但是，LED可能會對這個定論進行一定程度的變革。LED將可能改變未來建筑內部的供電結構:即是否在墻壁等地方，已經布置好低壓供電網絡，而LED照明將向一個建筑裝飾磚塊一樣，成為通過這些低壓供電網絡供電，實現墻體裝飾與照明的結合?第二個開篇報告是“The impact of the culture and climate on lighting system”。主要講述照明的價值觀，不同的文化背景與環境對照明評判的影響。兩個報告，前一個是LED直接帶來的觀察，后一個盡管沒指名是LED照明，但是，從演講者內容看，正是由于LED的靈活性帶來了照明的價值評判的新觀察，而這個與人文相關。應該說，這兩個報告都有一定的高度。

之后的5天會議進行邀請報告、口頭報告與張貼論文交流。三部分報告的分析如圖2所示。

為了便于統計，按照LED、OLED、HID/FL及其他進行分類，分別對應LED、OLED、HID、FL(高強度放電燈，含熒光燈)，其他包括測試、法規、照明的非視覺應用等。實際上部分文章與報告是有分類重疊的，在照明效果中就有相當部分的文章主要與LED相關。

圖2 邀請報告、口頭報告、張貼論文、全部論文的數量

統計中可以看出，邀請報告與口頭報告中LED分別占42%與56%。而HID/FL(但主要是HID)分別占12%與30%，OLED也分別占15%與4%，其他占30%與11%。這說明，FAST-LS在選擇報告時，已經極大的偏向于LED，如果固態照明包括LED與OLED做一個分類，占據的比例更大。但是，在從全部投稿論文中，HID/FL仍然占據很大的篇幅，比LED大但比全部固態照明小。這樣與LS會議是一個從傳統照明走過來的會議相吻合。

2.3 會議的一個亮點

本屆會議的組織者在形式上略有創新。最引人的是增加CTO session。在大會的第一天，第一個報告是一個綜合報告，即邀請Philips、OSRAM、GE、CREE、Panasonic及Toshiba公司的技術副總或研發部門負責人，介紹他們對照明技術的認識與未來的預測。其中Philips介紹了一個數字照明的概念，即LED等照明技術將朝數字化方向發展，OSRAM強調光引擎的概念，CREE強調創新，多家公司提及未來的照明系統，不僅僅是光源，而強調系統的重要性，注重照明的整體價值。

3 會議的啟示

會議在名字改為“國際照明科技研討會”后，與往屆相比主要內容也略有變化。從以上內容分析中可見，本屆會議的內容大概是LED、HID分別約占1/3左右。剩下的部分包括標準、政策、照明的非視覺應用等。分析如下:

3.1 固態照明

這部分包括LED與OLED。總體上大部分是LED，但在會議的邀請報告中有較大篇幅的OLED，說明FAST-LS對OLED的重視。但無論從投稿論文或口頭報告，LED都是主要部分。而且本次會議，論文及口頭報告都包括了LED的不同產業鏈，但仍然是以LED應用為主。在LED的論文中，很少著重有關效率的，多篇是有關應用領域的拓展，也有多篇是涉及系統的可靠性。特別是Philips旗下的Lumileds公司做的一個“LED performance and cost approaches inflection point for consumer lighting”，敘述LED進入普通照明市場是一個性價比的問題，目前已經達到這個拐點。而在效率方面，Nakamura課題組報告了采用新型半極性InGaN LED在Droop效應方面的成果，其中藍光芯片在100A/cm2電流密度下，達到50%的外量子效率。

本屆會議有關LED的應用報告非常多，超過了LED報告的一半。應用報告除關注LED系統相關的光學、散熱、驅動及控制技術外，有多篇文章報導了LED在多個領域的典型應用。本屆會以在LED應用方面的另一個亮點是，LRC、OSRAM等報導了LED的非視覺應用，包括LED用于植物的光合作用、醫療的應用等。并有多個報告報導光的非視覺應用，盡管沒有指明是LED，但實際上主要是LED光源。

與LED相對應，多個OLED的報告重點關注效率問題，如日本kanazawa理工大學研究小組采用surface plasmon技術提高OLED的出光效率，達到最高140lm/W。從這里可以看出LED與OLED目前所處的不同階段，前者已經獲得較高的效率，因為論文多是涉及如何將LED用的更好，如可靠性等，而后者目前的發展還處于努力提高光效的階段，以獲得市場的應用。

3.2 陶瓷金鹵燈等光源

在本屆LS大會上，關于HID的論文許多都與陶瓷金鹵燈有關，而與高壓汞燈、高壓鈉燈等HID光源相關的論文數量則較少。這無疑也從另一個側面反映出業界的趨勢和態度。從研究的內容上看，針對陶瓷金鹵燈各方面的研究工作都有報道。歐司朗公司Stockwald等人利用高頻調制信號驅動陶瓷金鹵燈，成功的消除了燈豎點時的電弧分層現象，這一改進使陶瓷金鹵燈的光效最高可以達到150lm/W，而同時顯色指數在80以上。Kroesen等人建立了陶瓷金鹵燈中的放電的能量平衡模型，并與實驗結果吻合較好。來自Ruhr大學的Hobing等人研究了金鹵燈熱啟動電壓的情況，發現通過在燈外設置輔助電極來縮短陰極和陽極之間的有效距離，可以降低熱啟動所需的電壓。GE公司的Maros等人通過實驗和等離子體流體模型研究了填充Ar-Hg的陶瓷金鹵燈的啟動特性，發現在燈內填充適量的汞可以顯著降低啟動電壓，這源于Ar-Hg之間的潘寧效應。而汞充量如果過量，則會影響燈的啟動性能。

除了陶瓷金鹵燈，本次大會HID相關報告中提到最多的就是無電極微波誘導HID光源 (有時也稱LEP，Light emitting plasmas)。在以往的LS大會上，也有關于類似光源的報告，但其描述的HID功率大都較高，在幾百瓦到一千瓦之間，而本次大會報道的LEP光源的功率較小。小功率的微波光源性能可以比肩陶瓷金鹵燈，因此可以用在室內許多場合;而功率較大一些的則可用于室外一些場合的照明。目前從事LEP相關研發的公司和機構主要有德國卡爾斯魯厄技術學院、美國Topanga公司、Luxim公司以及英國的Ceravision公司等。盡管目前光效不高，達到42lm/W左右，但有較大的上升空間。

會議期間，全體FAST-LS成員開會討論了下屆會議即LS:14的舉辦地點。會上兩個地方的申辦代表即德國的Greifswald及意大利米蘭附近的Como分別做了申辦陳述。最近經過全體委員的投票表決，選定下一屆的會議在Como召開，時間是2014年夏季。

［1］George Zissis.Proceedings ofthe 10thInternational Symposium on the Scienceand Technology ofLight Sources.July，2004.

［2］Muqing Liu，Robin Devonshire.Proceedings of the 11thInternational Symposium on the Science and Technology of Light Sources.May，2007.

［3］Marco Haverlag， Gerrit..Proceedings of the 12thInternational Symposium on the Science and Technology of Light Sources.July，2010.

［4］Robin Devonshire，Georges Zissis.Proceedings of the 13thInternational Symposium on the Science and Technology of Lighting.June，2012.