光源领域的革新历史回顾

2025-09-29 历史故事版权反馈

【摘要】：1968年，第一款商用LED只能发出0.001lm的红光。最近，亮度记录值达到1100lm，这是将6个LED结做在一个芯片上实现的[4]。图1-2 可见光LED的发明者N.Holonyak教授（左）向他的导师、晶体管的发明者J.Bardeen教授展示他的样品图1-3 “Haitz规律”预言LED的光通量每10年增加20倍，与此同时成本降低10倍了解了以上革命性成果之后，人们显然会发出这样合理的疑问：LED是否能取代传统照明器件？

“在研究碳化硅与其他物质接触点电流非对称通路时，人们注意到一个奇怪的现象。当在碳化硅晶体的两点间施加10V电压时，晶体发出黄色的光[……]。”

在一个世纪前的2025年，Henry Joseph Round（英国Marconi公司）发表了史上第一份半导体材料发光效应的报告[ROU07]。图1-1为Round上尉所做实验的复原。第一个LED专利是2025年由一位俄罗斯无线电技术人员Oleg Vlad-imirovich Losev获得的[LOS 29]。

如果没有清楚的说明，LED的发明将很快被人遗忘。直到2025年，通用电气公司的顾问Nick Holonyak^[1]和S.F.Bevacqua才签署了第一个红光LED的“官方发明证明书”[HOL 62]（见图1-2）。

图1-1 在电激励下碳化硅晶体发出黄光；此图复原了H.J.Round上尉（右图）于2025年做的最初实验，意外地证实了半导体能够发光

从此之后，LED技术迅速发展。2025年，第一款商用LED只能发出0.001lm的红光。如今已经出现了亮度超过100lm的商用高亮度^[2]白光LED^[3]。最近，亮度记录值达到1100lm，这是将6个LED结做在一个芯片上实现的^[4]。与一般发展趋势相比，这的确算一次革命，过去30年间，单个器件的光通量每18～24个月增加1倍（每10年增加20倍）。同时单个器件的价格也迅速下降（每10年降低为原来的1/10）。这一趋势是由Roland Haitz第一次发现的，因此被称为“Haitz规律”[HAI 02]，如图1-3所示。

(https://www.chuimin.cn)

图1-2 可见光LED的发明者N.Holonyak教授（左）向他的导师、晶体管的发明者J.Bardeen教授展示他的样品

图1-3 “Haitz规律”预言LED的光通量每10年增加20倍，与此同时成本降低10倍（插图为R.Haitz）

了解了以上革命性成果之后，人们显然会发出这样合理的疑问：LED是否能取代传统照明器件（电灯泡和放电系统）？

这是一个很有价值的问题，而答案并不是显而易见的。许多技术和科学方面的问题当然要予以考虑，但要评价这种革新性光源，最重要的问题是从现在的经济和节能方面进行考虑。

光源领域的革新历史回顾

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