[发明专利]一种激光辐射源植物生长装置

说明书

本发明公开了一种激光辐射源植物生长装置，其包括保护外壳、纳米导光板、纳米涂层反光罩、半导体激光器、激光控制机构和电源；半导体激光器具有光电转化效率高、波长设置精准、可靠性高、便于控制等优点，其与激光控制机构配合使用，实现激光光强和/或时间可调，更利于植物高效生长。电源用于为激光控制机构供电，供激光控制机构正常工作。本发明提供的激光辐射源植物生长装置设计新颖，结构简单，经济实用；发射的激光波长及配比设置科学，激光强度和/或时间可调，以满足不同植物在不同生长阶段对光照强度和光照时间的需求，提高植物生长光合作用效率，促进植物高效生长，减少病虫害发生，从而提高产量和品质，具有较高的经济和社会价值。

技术领域

本发明涉及植物生长设备技术领域，尤其涉及一种激光辐射源植物生长装置。

背景技术

光环境是植物生长发育不可缺少的重要物理环境因素之一。光通过影响光合作用、光形态建成和光周期来调节植物的生长发育，由于所处气候带不同或季节变化等原因，有时候农作物不可避免的生长在弱光逆境中。近年来，我国包括北京在内的华北大部分地区冬季经历了长时间的雾霾天气，导致的低温寡照给越冬茬口设施蔬菜的种植带来了严重的生长障碍，甚至是毁灭性的打击，利用人工光源进行补光，帮助设施蔬菜快速、安全生长是一项必要措施。另外，随着国家政策扶持力度的不断加大，全国光伏温室项目也越来越多。也需要人工光源补光技术来补充光照。近年来大量出现的光伏温室也对作物造成较大的遮光影响。农作物长期的弱光生长会导致植株营养体不健壮、落花落果严重、果实发育缓慢、含糖量降低、产量下降、品质变劣等问题。当作物处在光补偿点以下时，叶片净光合产物积累量极少甚至为零，这严重阻碍了作物正常生长对光合产物的需求。植物生长对人工光源的要求体现在光谱性能、发光效率和使用寿命等方面。在光谱性能方面，既要求光源能保证植物光合对光质的需求，又要尽可能减少多余的无效光谱和能耗；在发光效率方面，要求发出的光合有效辐射量与消耗功率之比达到较高水平。

发明内容

本发明的目的在于提供一种激光辐射源植物生长装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种激光辐射源植物生长装置，包括保护外壳、纳米导光板、纳米涂层反光罩、半导体激光器、激光控制机构和电源，所述纳米涂层反光罩呈凹面状，并具有一容置空间，且其上开设有多个通孔；所述半导体激光器的数量与所述通孔的数量相同，且固定于所述通孔内，并使得所述半导体激光器的发光端位于所述纳米涂层反光罩的容置空间内；所述纳米涂层反光罩固定于所述保护外壳内，所述纳米导光板固定于所述保护外壳的开口上，从而覆盖所述保护外壳的开口，所述激光控制机构与所述半导体激光器连接，用于控制半导体激光器所发射的激光光质、光照强度与光照时间，所述电源与所述激光控制机构连接，以对所述激光控制机构供电。

可选的，所述半导体激光器包括发射紫外光的半导体激光器，其发射的激光波长为380nm；发射蓝紫光的半导体激光器，其发射的激光波长为405nm；发射蓝光的半导体激光器，其发射的激光波长为450nm；发射红光的半导体激光器，其发射的激光波长为660nm；发射远红光的半导体激光器，其发射的激光波长为730nm；

可选的，所述激光控制机构包括控制器U1、驱动器和激光脉冲发生电路；所述控制器U1与所述驱动器信号连接，所述驱动器与所述激光脉冲发生电路信号连接，所述激光脉冲发生电路与所述半导体激光器电路连接

可选的，所述红光与蓝光的光质配比比例为(4～10)：1；所述红光与远红光的光质配比比例为(2～8)：1。

可选的，所述激光辐射源植物生长装置还包括光照强度传感器，所述光照强度传感器与所述控制器U1信号连接。

可选的，所述纳米涂层反光罩和纳米导光板均为方形。

可选的，所述纳米导光板为外凸的弧形板。