光源的蓝光危害和非视觉生物效应研究

摘要

近年来，高效、节能、环保的LED照明产品已经悄然进入我们的生活。但由于现在市场上大多数的白光LED都是由蓝光激发黄色荧光粉而得到的，其在室内使用，是否会对人眼造成蓝光危害，长期使用这类光源是否会对人体的生理节律产生影响等，已然成为了大家关心的问题。为了解决上述问题，本文不仅选择了LED，还选择了市场上常见的荧光灯和白炽灯等为实验对象，重点研究它们的蓝光危害效率和非视觉生物效应。
　　第一章介绍了目前国内外对蓝光危害和非视觉生物效应的研究成果，指出本文的重要性。与此同时，本章还概述并对比了与本文相关的国际国内标准，介绍了本文所使用的评价标准和研究方法，并提出了本文的创新点。
　　第二章利用实验测量光谱和高斯拟合光谱两者相结合的方法，分析了不同光源在各种色温下的光谱特点。
　　第三章从实验研究和理论计算两个角度，对光源的蓝光危害情况进行了测试和评估。一方面，通过实验研究，可以得到色温介于2700-6500 K的荧光灯和LED的蓝光危害效率和蓝光加权安全亮度（或照度）上限。结果表明，光源的蓝光危害效率和蓝光加权安全亮度（或照度）上限都与色温有关，色温越高，其值越大。另一方面，为了验证实验结果并将其推广到更宽的色温范围，本文还利用高斯分布拟合光谱的方法，得到色温介于2500-10000 K的三色（红绿蓝）和四色(红绿青蓝)LED混合白光光谱，计算并分析了其蓝光危害效率，很好地验证了实验的结果。此外，为了更好地指导光源在生产生活中的应用，本文还首次提出用网格法分析光源的亮度分布情况，将实验测得的蓝光加权辐亮度的本征值推算到不同观察距离下的应用值。
　　第四章利用理论计算的方法得到了各类光源非视觉生物效应的节律效率和节律辐照度随色温的变化关系。结果表明，这两个参数都与光源的色温成线性关系，及色温越高，两者的值就越大。
　　第五章对本课题的研究做出总结。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 光源的种类

1．2 视觉形成的生理机制

1．3 光生物效应简介

1．4 蓝光危害评价标准

1．5 IEC 62471和GB／T 20145的蓝光危害评价体系

1．6 IEC 62778规定的蓝光危害评价体系

1．7 IEC 62471与IEC 62778中的蓝光危害评估体系比较

1．8 本文的研究内容和创新点

第二章 光源的光谱测量和模拟

2．1 不同光源的实测光谱功率分布

2．2 高斯分布拟合光谱

第三章 光源的蓝光危害研究

3．1 实验装置及样品

3．2 亮度测试系统

3．3 光源光色电综合测试系统

3．4 蓝光危害效率、安全亮度上限和照度上限的理论计算

3．5 LED蓝光危害本征值的实验测量

3．6 理论安全亮度(或照度)上限与实测值的比较

3．7 蓝光危害测量不确定度分析

3．8 不同观察距离处的蓝光安全亮度或者照度的应用值

第四章 非视觉生物效应评估

第五章 结论

参考文献

致谢

硕士研究生期间发表的文章

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