生活中无处不在的 LED

公 选 课 课 程 论 文

(2011-2012学年第二学期)

生活中无处不在的LED

学生：刘伟斌

提交日期：2012年4月24日学生签名：

说 明

1、课程论文要有题目、作者姓名、摘要、关键词、正文及参考文献。摘要300字以下，关键词3～5个；参考文献不少于5篇。

2、论文要求自己动手撰写，如发现论文是从网上下载的，或者是抄袭剽窃别人文章的，按作弊处理，本门课程考核成绩计0分。

3、课程论文用A4纸双面打印。字体全部用宋体简体，题目要求用小二号字加粗，标题行要求用小四号字加粗，正文内容要求用小四号字；页边距左为3cm、右为2cm、上为2.5cm、下为2.5cm。

4、论文题目应与课程内容相关，正文内容3000字以上。要求文章要切题、逻辑严密、条理清晰、对引用的文献要注明出处、能结合本专业提出自己的想法。(LED光通信)

生活中无处不在的LED

刘伟斌

摘要：LED的应用很广， 比如通讯、消费性电子、汽车、照明、信号灯等等。这几年，随着经济的发展，LED产业也在飞速发展中，LED的发展前景很好，尤其是在照明发面，但也存在着很多问题，正所谓前途是光明的，道路是曲折的！

关键词：LED；生活；应用；照明；

LED在生活中的应用

LED = Light Emitting Diode，发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。曾经有人指出，高亮度LED将是人类继爱迪生发明白炽灯泡后，最伟大的发明之一。随着国际国内的经济发展，LED的应用领域正不断扩展，可以说在生活无处不在！

首先，在照明领域，LED正以绝对优势吞噬者整个领域。LED被称为第四代照明光源或绿色光源，具有节能、环保、寿命长、体积小等特点，可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。比如（1）便携灯具:手电筒、头灯、矿工灯、潜水灯等；（2）汽车用灯:汽车内部的仪表板、音响指示灯、开关的背光源、阅读灯和外部的高位刹车灯、刹车灯、转向灯、倒车灯、尾灯、侧灯以及头灯等，大功率的LED已被大量用于汽车照明中。（3）特殊照明:太阳能庭院灯、太阳能路灯、水底灯等；由于LED尺寸小，便于动态的亮度和颜色控制，因此比较适合用于建筑装饰照明。（4）背光照明:LED背光源以高效侧发光的背光源最为引人注目，LED作为LCD背光源应用，具有寿命长、发光效率高、

无干扰和性价比高等特点， 已广泛应用于电子手表、手机、BP机、电子计算器和刷卡机上，普通电子设备功能显示背光源、笔记本电脑背光源、大尺寸超大尺寸LCD显示器背光源等，LED作为手机显示的背光源是LED应用最广泛的领域。随着便携电子产品日趋小型化，LED背光源更具优势，因此背光源制作技术将向更薄型、低功耗和均匀一致方面发展。LED 显示屏作为一种新兴的显示媒体，随着大规模集成电路和计算机技术的高速发展，得到了飞速发展，它与传统的显示媒体 ― 多彩霓虹灯、象素管电视墙、四色磁翻板相比较，以其亮度高、动态影像显示效果好、故障低、能耗少、使用寿命长、显示内容多样、显示方式丰富、性能价格比高等优势，已广泛应用于各行各业。（5）投影光源:投影仪用RGB光源；（6）普通照明:LED照明光源早期的产品发光效率低，光强一般只能达到几个到几十个mcd，适用在室内场合，在家电、仪器仪表、通讯设备、微机及玩具等方面应用。LED筒灯，LED天花灯，LED日光灯，LED光纤灯已悄悄地进入家庭！目前直接目标是LED光源替代白炽灯和荧光灯，这种替代趋势已从局部应用领域开始发展。（7）特殊工作照明和军事运用：由于LED光源具有抗震性、耐候性、密封性好，以及热辐射低、体积小、便于携带等特点，可广泛应用于防爆、野外作业、矿山、军事行动等特殊工作场所或恶劣工作环境之中。

有趣的是LED在装饰方面的应用也很广，如可广泛应用在发光立体字；建筑景观外观发光体；高架、高楼、公路、桥梁、地标、标志建筑发光源；广告立体字、标志、标识、指示光源；商业空间、机场、建筑工程、地铁、医院、饭店、白货商场、广场、餐馆、PUB设计灯光；汽车、运输、轮船、宣传指示警示光源；电脑、手机、通信、滑鼠、信号传输应用光源，其它应用例如一种受到儿童欢迎的闪光鞋，走路时内置的LED会闪烁发光，利用发光二极管作为电动牙刷的电量

指示！更有很多LED创意设计：（1）安全的LED发光门把手：LED的无限潜力，不仅应用在概念灯具上，也包括各种家居的概念设计，这款LED发光门把手，就来自于意大利设计公司F.lliRazeto&Casareto，由该公司的设计师GiangiacomoRazeto和Massimo Pinto合力打造的发光门拉手，时尚设计中内置可调颜色LED灯，通过内置的无线PIN码技术控制，根据不同情况发出10种颜色和3种强度的光，适合应用于酒店、酒吧等公共场所环境中，在停电或火灾等突发安全情况下，内置无线电力系统使LED灯亮起，确保人们在紧急关头被指引向安全方向。（2）优雅的人造大理石LED灯：这是一盏非常朴实清爽的LED灯具，外型简洁到就像一个符号，完美而有内在的灯具设计，设计师Simone Savini采用雕塑的手法，以及人造大理石材质来设计这款LED灯，看上去如同一个发光的圆环，亮灯后光线能环绕照亮整个房间，使用时几乎注意不到灯的存在，整体造型一气呵成没有任何组装接缝，像一个纯洁的雕塑艺术品。对于大部分的室内家居设计来说，都是一个优雅的灯具造型装饰。（3）发光的LED自行车把手：自行车LED发光配件一样，这是一个LED发光车把手系统，在把手的把套部分装有一列LED灯，不仅可以作为夜间骑行的路面辅助照明，而且也是很必要的行车安全系统，提醒前方和后方的机动车更容易看到，并且在转弯时闪烁还能起到转向灯的作用。这样在夜晚的路上行驶的时候，通过一个简单的LED把手系统就会减少交通事故，对于喜欢骑单车夜行的朋友来说，真是很不错的设计！（4）简洁干练的显微镜LED台灯：即使是医院灯具设计也不再冰冷而古板，这款显微镜LED台灯，正如其名称所示，显微镜形状的LED台灯设计，拥有简单干净的线条和黑白搭配的组合，能够融入任何现代的室内设计。简练设计中隐藏着设计师Michael Samoriz的设计意图， 专为设计师、艺术家或者医护人员设计和使用，启发灵感发现办公桌不

指示！更有很多LED创意设计：（1）安全的LED发光门把手：LED的无限潜力，不仅应用在概念灯具上，也包括各种家居的概念设计，这款LED发光门把手，就来自于意大利设计公司F.lliRazeto&Casareto，由该公司的设计师GiangiacomoRazeto和Massimo Pinto合力打造的发光门拉手，时尚设计中内置可调颜色LED灯，通过内置的无线PIN码技术控制，根据不同情况发出10种颜色和3种强度的光，适合应用于酒店、酒吧等公共场所环境中，在停电或火灾等突发安全情况下，内置无线电力系统使LED灯亮起，确保人们在紧急关头被指引向安全方向。（2）优雅的人造大理石LED灯：这是一盏非常朴实清爽的LED灯具，外型简洁到就像一个符号，完美而有内在的灯具设计，设计师Simone Savini采用雕塑的手法，以及人造大理石材质来设计这款LED灯，看上去如同一个发光的圆环，亮灯后光线能环绕照亮整个房间，使用时几乎注意不到灯的存在，整体造型一气呵成没有任何组装接缝，像一个纯洁的雕塑艺术品。对于大部分的室内家居设计来说，都是一个优雅的灯具造型装饰。（3）发光的LED自行车把手：自行车LED发光配件一样，这是一个LED发光车把手系统，在把手的把套部分装有一列LED灯，不仅可以作为夜间骑行的路面辅助照明，而且也是很必要的行车安全系统，提醒前方和后方的机动车更容易看到，并且在转弯时闪烁还能起到转向灯的作用。这样在夜晚的路上行驶的时候，通过一个简单的LED把手系统就会减少交通事故，对于喜欢骑单车夜行的朋友来说，真是很不错的设计！（4）简洁干练的显微镜LED台灯：即使是医院灯具设计也不再冰冷而古板，这款显微镜LED台灯，正如其名称所示，显微镜形状的LED台灯设计，拥有简单干净的线条和黑白搭配的组合，能够融入任何现代的室内设计。简练设计中隐藏着设计师Michael Samoriz的设计意图， 专为设计师、艺术家或者医护人员设计和使用，启发灵感发现办公桌不

仅是一张桌子，还可以是一个实验室，在那里他们可以尝试各种各样的想象力，严谨中透出一些俏皮，很不错的灯具设计的创意。（5）一板胶囊灯：Miniflux来自设计师Roger Tator的一个绝妙创意，也许，从现在开始，你得小心你的抽屉了，因为，某天如果你只是想吃一颗感冒药，却有可能让自己变成了夜光侠：胶囊灯（Miniflux），看上去就像是一板胶囊，但是却可以发出一些很漂亮的温暖的光。没有更多的资料可以说明其工作原理和供电方式，但是爱稀奇分析应该是采用了LED，而电池则有可能在包装里，或者是纽扣电池。设计师说，这些玩意可以用来布置橱窗或者用来照亮抽屉——意思是，比如说你在晚上拉开抽屉，胶囊内可以设置一个光感开关，如果是夜间，它就自动点亮，然后你就可以不影响他人地找东西了。

我是通信工程专业的，而LED在光线通信中的应用也举足轻重！光线通信就是将需传送的信息在发送端输入到发送机中，将信息叠加或调制到作为信息信号载体的载波上，然后将已调制的载波通过传输媒质传送到远处的接收端，由接收机解调出原来的信息。在光纤通讯系统中通常作为光源的半导体元件是发光二极管或是雷射二极管。LED与雷射二极管的主要差异在于前者所发出的光为非同调性，而后者则为同调性的光。使用半导体作为光源的好处是体积小、发光效率高、可靠度佳，以及可以将波长最佳化，更重要的是半导体光源可以在高频操作下直接调变，非常适合光纤通讯系统的需求。LED借着电激发光的原理发出非同调性的光，频谱通常分散在30纳米至60纳米间。LED另外一项缺点是发光效率差，通常只有输入功率的1%可以转换成光功率，约是100毫瓦特左右。但是由于LED的成本较低廉，因此常用于低价的应用中。常用于光通讯的LED主要材料是砷化镓或是砷化镓磷，后者的发光波长为1300纳米左右，比砷化镓的810纳米至870纳米更适

合用在光纤通讯。由于LED的频谱范围较广，导致色散较为严重，也限制了其传输速率与传输距离的乘积。LED通常用在传输速率10Mb/s至100Mb/s的局域网路，传输距离也在数公里之内。目前也有LED内包含了数个量子井的结构，使得LED可以发出不同波长的光，涵盖较宽的频谱，这种LED被广泛应用在区域性的波长分波多工网络中。

虽然现在LED的发展很迅猛，应用很广泛，但随之而来的问题也很多很多，需要我们一代一代有志之士不断探索研究。。。

参考文献：

[1]王赐然. 大话LED. [专著]. 北京: 中国电力出版社,2011

[2] 陈大华. 绿色照明LED实用技术. 北京: 化学工业出版社, 2009

[3] 陈元灯，陈宇. LED制造技术与应用. 北京： 电子工业出版社， 2009

[4] 魏学业，于冬. 绿色环保LED应用技术. 北京： 机械工业出版社， 2011

[5] 李春茂. LED结构原理与技术. 北京：机械工业出版社，2011