[发明专利]一种激光器植物照明灯及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种激光器植物照明灯及其制备方法，属于植物照明灯具的技术领域。

背景技术

光是植物生长发育的基本因素之一。光质对植物的生长、形态建成、光合作用、物质代谢以及基因表达均有调控作用。作为第四代新型照明光源，LED照明具有节能环保、安全可靠、体积小、重量轻、易于分散或组合控制等许多不同于其他电光源的重要特点。伴随着植物工厂的爆发式增长，植物照明的市场也会进一步的扩大，而导致植物工厂数量增加的主要原因如下：一、中国城市人口急剧增加，农民数量不断减少，而植物工厂大幅度提高生产能力，在这样的情形下植物工厂将会爆发式增长；二、人们生活品质不断的提升，对反季节蔬菜瓜果的需求量不断的增大，而植物工厂一年四季都可以生产各种蔬菜瓜果；三、温室效应导致自然灾害频繁发生，植物工厂可以在很大程度上减少自然灾害造成的损失。

传统植物设施栽培中使用的光源一般是荧光灯、金属卤化物灯、高压钠灯和白炽灯，这些光源是依据人眼对光的适应性所选择的，其光谱有很多不必要的波长，对植物生长的促进作用少。而随着光电技术革新和生产成本下降，LED照明成为植物设施栽培领域的首选光源。

当前LED植物照明主要面临两个技术难题，第一，每一种植物对光的要求是不一样的，具体植物需要特定的波长，当前一定波长的LED并非纯正单色光，具有一定的光谱范围。第二，光照强度对植物生长及形态结构有重要作用。光能促进植物的组织和器官的分化，制约着各器官的生长速度和发育比例。光照不足，枝长且直立生长势强，表现为徒长和黄化。另外，光能促进细胞的增大和分化、控制细胞的分裂和伸长，因此要使树木正常生长，则必须有适合的光照强度。当光照不足时，对根系生长有明显的抑制作用，甚至停止生长。由于目前技术所限，有些波长LED光照强度满足不了植物生长所需光能。

激光器输出功率大，单色性强，可代替LED解决上述两个技术难题：

例如中国期刊《激光技术与应用》2005年1月刊第8-13页中记载了一篇名称为《激光植物工厂的现状与未来展望》的技术文章，文章对采用激光器作为植物照明光源做了理论上的应用肯定，但均是基于激光器输出功率的参数做出的基础设想，并没有记载具体的激光器应用。将激光器作为植物照明光源还需要考虑激光器的多种硬件参数及封装形式，以上的技术内容尚未有报道。

在植物的光合作用色素中，叶绿素a起最重要的作用。叶绿素a、b和绿色植物的作用光谱主要由红、蓝光起作用，对红光640-690nm和蓝光420-470nm的波长比较适宜。

中国专利CN101867150A公开了一种用于夜视照明的半导体激光器，它包括封装结构，光学整形匀化元件、半导体激光元件，所述光学整形匀化元件和半导体激光元件位于封装结构内。该专利将激光器封装在基座上，然后加一与基座配合的封装上盖，利用多种光学元件完成增加散射角、均匀光斑的作用，最后经过光学玻璃实现夜视照明，但该激光器还是基于C-MOUNT封装方式的改进，较传统激光器封装更加复杂，原料成本和制备成本都较高，不利于将半导体激光器作为照明设备产业化。

中国专利CN1200797A描述了一种用于在红外和可见光波段照明的垂直腔面发射激光器阵列。通过使用几种不同的列阵，每个列阵产生一种不同波长的光，可获得普通光源的替换。芯片通过串联耦合和并联耦合的组合被组合在一起，每个单元单独控制，然后将多个阵列封装在单个壳体内被并行的驱动，该专利设计电路复杂难控。

中国专利CN101545582公开了一种半导体激光器阵列光束整形照明系统。包括半导体激光器阵列，对快轴光束发散角进行变换的光学系统，在快轴方向上对光束进行角度偏转的装置和对慢轴发散角进行变换且在慢轴方向上对光束进行偏转的光学系统。其要点是通过控制各个激光单元的光束传播轴线分别在快轴和慢轴方向上的偏转程度，在远场形成一种多个激光单元的高斯光束部分重合叠加的效果，从而构造符合视场要求的照明光束，特别适用于作为面阵成像激光雷达和激光主动照明探测系统的照明光源。该专利的加工过程技术难度高，结构复杂，制作成本高，不适于批量化生产，更难以满足对植物的光照低成本、长寿命的要求。

发明内容

针对上述的技术不足，本发明提供一种激光器植物照明灯，该照明灯以贴片封装的形式封装在电路板上，在照明灯上方加一匀光片，最终制作出光波长统一的激光器灯源。

本发明还提供了上述激光器植物照明灯的制备方法。

本发明的技术方案如下：