新型光源技术及装备教育部工程研究中心(简称:中心)于2007年批准建设试点,2018年通过建设验收。中心专门从事半导体发光材料与器件、电光源生产技术与装备、光环境和视觉健康的研究开发,并将技术成果进行工程化和产业化。
中心建设了4个研发基地和1个中试基地;建设有一支高层次的科研队伍,组建了包含固定人员、流动人员等90多人的研发团队,其中教授13人,副教授及副研24人;近5年培养硕士以上技术人才200多人,获得国家发明专利授权 102项,软件著作权11项,国家发明专利受理 80多项。获得省部级科技奖 6项,多人次获得教育部“新世纪优秀人才”、江苏省“333科技领军人才”、江苏省“六大高峰人才”、江苏省“青蓝工程”等荣誉称号。
近5年,主持国家自然科学基金科学重大科研仪器研制项目、国家自然科学基金重大研究计划培育项目、国家自然科学基金、江苏省重大科技成果转化项目及江苏省产业前瞻性项目39项,承担了技术服务、技术咨询、委托技术开发合同87项,完成合同收入五千多万元
研究方向一:半导体发光材料与器件
针对目前的极性AlGaN基UVC-LED外量子效率低(光电转换效率<3%),短波紫外(波长<280nm)应用受到限制这一世界性难题,研究采用多路脉冲MOCVD外延生长方法、Al组分渐变缓冲层、MgN和SiNx插入层、In表面活性剂、Si和Mg掺杂、具有纳米周期结构的非极性p型AlGaN/GaN DBR、多阶段异气体氛围快速热退火等一系列新技术、新工艺,首次制备出高晶体质量、发光波长在280 nm左右的非极性AlGaN基深紫外LED外延晶片。通过采用PL、HR-XRD、AFM、SEM、TEM等多种表征手段,测算出本研究制备的非极性UVC-LED的外量子效率达到7.96%。
张雄教授带领的团队在国家自然科学基金、江苏省重点研发计划——产业前瞻与共性关键技术等项目支持下,该项研究已取得阶段性成果,已获国家发明专利授权 20多项,发表SCI论文数十篇。
研究方向二:光环境和视觉感知评测
针对发光器件对视觉的损伤机理、检测与评价开展研究。通过模拟人眼结构的显示器件、全息波导的头戴式显示器件的研究开发,建立光环境感知的光学测量系统与测量方法,探讨视觉疲劳测试与评价方法。照明时变感知是将光电测量与人眼时间对比敏感特性相结合,建立了LED照明中的频闪预测模型,开发了LED照明专用频闪测试仪。
照明空间分布感知。光电测量与人眼空间对比敏感特性以及光谱敏感相结合,建立了LED照明中的眩光评测模型。
研究方向三:新型光源制造技术与装备
该研究方向通过完成国家重大科技攻关项目“紧凑型荧光灯生产技术及装备”、 “小功率金卤灯生产技术及设备”,培养了一批工程研发人员,储备了丰富的技术成果,为以后新型光源制造技术与装备研究开发奠定了基础。近五年开发的技术与装备包括:
陶瓷金属卤化物灯生产工艺及装备;
汽车用氙气前大灯关键设备;
大功率紫外杀菌灯关键生产设备;
脉冲氙灯自动化生产技术及关键设备;
T8LED灯管智能化生产线;
LED球泡灯具自动装配技术及生产线;
OLED蒸镀技术及制备。
技术成果在省市科技成果转化、产学研项目的支持下进行了工程化开发和产业化,已在上海市德础光电科技有限公司、上海市大愚光电科技有限公司、常州市纽菲克光电制造有限公司、南京思佑光电科技有限公司、越南RANG DONG等国内外数十家得到应用。
成果转化案列一:陶瓷金卤物灯(CMH)生产技术及设备
陶瓷金属卤化物灯是节能、环保新一代绿色照明产品。以其光效高、显色性好、寿命长、色漂移小等突出优点被认为是最优秀的光源之一。工程中心成功地开发了“陶瓷金卤物灯生产技术及生产关键设备”, 并实现了工程化,该技术和设备已在普罗斯电器(中国)有限公司、无锡烛光照明电器有限公司、新沂市德丽石英玻璃有限公司、盱眙绿林特种光源有限公司、南京久和电气有限公司、越南RANG DONG等制造厂商得到应用。该项目已获授权发明专利4项,并申报科技部节能减排专项,产品具有较大市场前景。
陶瓷金属卤化物灯关键生产设备---封排机
陶瓷金属卤化物灯
成果转化案列二:大功率紫外杀菌灯生产技术及关键设备
紫外杀菌灯是利用汞蒸汽激发后发射253.7nm紫外波长谱线进行灭菌消毒。因其在激发光源、杀菌消毒、净化环境等诸多超越照明领域的应用而备受关注。
中心开展了紫外辐射下石英玻璃失透机理研究,提出了维持紫外光通量和辐射效率的方法,对保护膜涂覆材料及悬浮液配制进行了实验研究。受佛山柯维光电股份有限公司委托,研制完成了国内第一条大功率紫外杀菌灯生产样板线,研究开发了石英玻璃管保护膜涂覆技术及设备、灯管压封技术和设备、灯管烤管技术和烤管机、大功率灯管自动排气技术和排气机。
紫外杀菌灯关键生产设备
紫外杀菌灯管
成果转化案列三:脉冲氙灯生产技术及关键设备
脉冲氙灯是将电能转换成光能的放电器件,在极短时间内发生高强度高能量放电光源,被广泛用于激光加工设备、激光美容设备的泵浦源;由于瞬时功率强、紫外辐射度高,也被广泛用于食品生产的在线杀菌消毒。
工程中心针对目前脉冲氙灯制造关键工序依靠灯工的现状,研究开发了脉冲氙灯关键制造技术及成套装备,包括脉冲氙灯石英料自动涂抹技术及设备,脉冲氙灯第一端封口机、第二端封口机、高精度脉冲氙灯电极焊接设备、多工位脉冲氙灯泡壳涂抹工艺与设备,并在上海市德础光电科技有限公司、上海市大愚光电科技有限公司等厂家得到应用。
脉冲氙灯及其生产关键设备
成果转化案列四:LED灯具智能制造关键技术与应用
该成果将互联网和物联网信息技术、机器人设计与控制、微纳器件传感和检测等智能制造技术应用到照明产品制造生产,以促进照明领域制造业向数字化、智能化、绿色化方向发展。
成果创新点有:开发了复杂工况多任务支持与协同技术;开发基于机器视觉的器LED器件定位系统;开发柔顺末端执行器技术与控制;开发了光源器件、LED灯具生产线自动测控单元技术,突破复杂光电系统集成。
HM -T8型LED灯管全自动智能生产线