言 瞳
在北京奧運會的開幕式上,由焰火組成的29個巨大腳印令人印象深刻,仿佛有個巨人踏歌而行,在夜空中留下一串發(fā)光的腳印。想要親身體驗這種美妙的感覺,其實在家里也可以做到,雖然美妙程度打了不少折扣。
英國人研制出了一種神奇地板,當(dāng)人從上面走過時,身后會亮起一個個的“腳印”,從而讓在夜里急急忙忙跑去上廁所的人不至于在黑燈瞎火中絆倒,然后又安全地回到臥室睡覺。這種地板聽起來挺玄乎,實際上原理很簡單,那就是利用了場致發(fā)光(也稱電致發(fā)光)。有人在地板上面行走時,腳步所產(chǎn)生的壓力,讓負責(zé)提供電力的充電電池產(chǎn)生電場,繼而激發(fā)夾在中間的固定發(fā)光材料。
在“既實用又浪漫的腳印”問世之前,類似的“神奇”已經(jīng)有過。有人“制造”了一間特別的房間,房間里絕對沒有一盞我們平常用的燈,反正就是看不到燈的影子。但是,當(dāng)摁下安裝在門口的開關(guān)時,整個房間瞬間就亮了起來,放出微帶綠色的光。這是為什么?其實房間里并不是沒有燈,而是它喬裝打扮成我們不認識的樣子了。發(fā)出綠光把房間照亮的,是附在墻壁上的平板式場致發(fā)光設(shè)備。
早在1936年,法國物理學(xué)家德斯特里奧就發(fā)現(xiàn)某些熒光物質(zhì),比如磷光體,在足夠強的交變電場中能夠直接發(fā)光。所謂直接發(fā)光,就是說不必先激發(fā)出紫外線,而是固定發(fā)光體將電直接轉(zhuǎn)化為光。他把這種現(xiàn)象叫做場致發(fā)光。在這個過程中,沒有不必要的能量損失,不會發(fā)熱,因此所發(fā)出來的光一般稱為“冷光”。
場致發(fā)光的原理是:通過加在兩個電極的電壓產(chǎn)生電場,被電場激發(fā)的電子碰擊發(fā)光中心,引起電子解級的躍進、變化、復(fù)合,從而導(dǎo)致發(fā)光。它不像我們所熟悉的白熾燈那樣,里面的鎢絲要加熱到非常高的溫度才會發(fā)光,也不像熒光棒一樣需要一場化學(xué)反應(yīng)來成全。就算與現(xiàn)在很多新型燈(放電燈)相比,場致發(fā)光仍舊顯得非常省事。放電燈是先把電能轉(zhuǎn)化為放電,放電再激發(fā)發(fā)光。
飛機是場致發(fā)光最早的受益者之一。飛機上一些附屬發(fā)光部件的設(shè)計,通常都要符合這么兩個條件:一是要耗電少,二是光源重量要輕。正好,場致發(fā)光可以滿足要求。在飛機機艙里,“No Smoking”(禁止吸煙)的信號牌一般都是場致發(fā)光。另外,控制板照明、地圖閱讀器等也都是用的場致發(fā)光燈。
場致發(fā)光的普及性運用的逐漸產(chǎn)品化,是由“小夜燈”引發(fā)的,而后,諸如手表發(fā)光盤、手機發(fā)光屏與按鍵背光源等也都開始采用場致發(fā)光材料。很多大型體育館都使用一種新型記分牌,記分員一按電鈕,它就自動變換記分,上面的阿拉伯?dāng)?shù)字發(fā)出清晰、明亮而又柔和的光,這也是場致發(fā)光燈?,F(xiàn)在,場致發(fā)光已經(jīng)成為制作“標(biāo)牌”的新寵。特別是一些安全通道的指示牌,很多都使用場致發(fā)光板,因為它使用壽命非常長。
場致發(fā)光優(yōu)點如此之多,自然被人們寄予厚望,利用它來制造顯像管就是其一。場致發(fā)光顯像管會比一般的顯像管體積小,而顯示出來的圖像卻能大得多。毫無疑問,當(dāng)這樣的顯像管被運用到電視機里去時,將讓我們領(lǐng)略到顯示器的新科技魅力。據(jù)說這種顯示器已經(jīng)被開發(fā)出來,并且到了能夠成熟運用的技術(shù)階段??梢韵胍姷氖?,場致發(fā)光顯示器的問世,將掀起電視機的新一輪革命,液晶、背投、等離子估計都要紛紛靠邊站了?!捌桨濉?、“超薄”等風(fēng)尚將會被這種“夢幻顯示器”演繹到一個新的極致。
人們對場致發(fā)光的另一種厚望,是期待它被運用到普通照明中去。在以前,場致發(fā)光在照明功能上,僅僅只是用于電子設(shè)備和玩具的指示燈等,沒法走向千家萬戶的天花板。美國的研究人員研制出了一種能夠用于普通照明的場致發(fā)光燈,它的發(fā)光效率是傳統(tǒng)白熾燈的4倍,而與熒光燈相比,則具有極為優(yōu)越的環(huán)保性,不含有水銀等有害物質(zhì)。更令人叫絕的是,它的使用壽命居然可以長達15年左右,光憑這一點,就可以讓很多不敢或者不愿意換燈泡的男生免去被指責(zé)之苦。
這種燈的核心技術(shù)集中在一個發(fā)光二極管上。發(fā)光二極管的半導(dǎo)體開始選用的是藍寶石,因為藍寶石是一種非常理想的場致發(fā)光材料??墒?,誰都知道,“點”得起這種燈的人不多。研究人員找到了解決這一問題的方法,他們利用包裹了金屬的硅來代替,從而大大降低了成本。遺憾的是,這種“硅制品”尚不能高效地直接生產(chǎn)。但我們?nèi)匀豢赡苷页銎诖睦碛桑瑩?jù)說如果家家戶戶都使用這種燈的話,照明用電將節(jié)約10%以上。
編輯/梁宇清