城市的路燈在照亮道路的同時，也帶來了大量的光污染和能源浪費，長期以來備受詬病卻無解決良方。據(jù)物理學家組織網(wǎng)近日報道，日前一組來自中國臺灣和墨西哥的研究人員開發(fā)出了一種新型照明系統(tǒng)，通過高效利用LED，能確保路燈只照亮需要光線的地方，而不產(chǎn)生其他不必要的光線。相關(guān)研究發(fā)表在近日出版的美國光學學會主辦的《光學快報》雜志上。

在由普通路燈提供照明的道路尤其是較窄的道路上，我們經(jīng)?？吹降那闆r是，路面的明暗區(qū)域呈鋸齒狀分布。這種傳統(tǒng)的照明方式不但效率低下，而且造成了嚴重的光污染。研究發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)路燈的電能中有五分之一以上被水平和向上的光線所浪費。

“這種新型LED系統(tǒng)的一個獨特功能是，它能夠適應不同街道的路燈布局，為各種街道和道路提供高效的照明，”參與這項研究的中國臺灣中央大學光電學與工程學系孫慶成教授說。

這種新型路燈系統(tǒng)由三個部分組成。第一個部分包含一串發(fā)光二極管，它們每個都配有一種被稱為全內(nèi)反射透鏡(TIR)的裝置，其作用是匯集光線，精確控制光束的方向，使光線平行射出而不會相互交叉。這些透鏡被安裝在一個反射腔中，作用是回收光線，確保它們能夠更多地被用于照亮目標，這是該系統(tǒng)的第二部分。第三個部分是其最外層的光線過濾裝置，它的作用是減少多余的眩光。通過這種獨特的結(jié)構(gòu)，研究人員能夠控制光束的形狀，目前初步設(shè)計的光束形狀為矩形，非常適合路面照明。

研究人員利用光利用率(OUF)來量化路燈的性能，光利用率越高路燈性能越好。計算機模擬結(jié)果顯示，這種新型路燈系統(tǒng)光利用率可達到51%到81%，遠遠超過目前普通路燈的45%。此外，與傳統(tǒng)路燈相比，這種新型路燈亮度更高、更節(jié)能，不易產(chǎn)生眩光和光污染。

研究人員表示，由于該設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單、采用普通的LED燈泡，可方便進行模塊化組裝。他們預計未來3到6個月內(nèi)完成原型設(shè)計，明年年初在道路上進行實際安裝實驗。