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光子晶体超材料有望开辟一片蓝海
作者：王京生, 樊建平主编 ; 杨柳著 来源：《粤港澳大湾区战略性新兴产业研究. 新材料产业卷》 责任编辑：深小安 2022-12-27 人已围观
掀起滤除有害蓝光的一场革命
LED 灯因为其优秀的节能、高寿命和高亮度的特点，已经成为市场照 明和显示领域的首选设备，成为我们生活中必不可少的器件，不论台灯、 室内顶灯等，还是显示类电子产品，诸如电视、手机、平板、电脑等，都 应用到 LED 发光器件。LED 灯产生白光的原理是通过蓝光 LED 灯外加荧 光粉的方式。整个白光光谱中，蓝光能量占比较高，这样会使得人工白光 整体偏冷白光，在视觉上让人看起来亮和白。有些屏幕为了突出自己的亮 度视觉效果，不断提高光谱中蓝光的占比，使得屏幕看起来更白和更亮，以此作为营销的手段。随着 LED 灯的广泛普及，对 LED 灯的研究，尤其 是对健康方面潜在影响的研究工作也在深入开展。
近几年，越来越多的研 究发现，长期暴露在 LED 光源中，尤其是直射型屏幕的光源中，如电脑 显示器、电视、手机，更容易增加眼睛的疲劳程度，甚至会对视网膜产生 不可逆转的损伤。这是由于可见光的波长范围为 380nm—760nm。尤其 是其中 380nm—470nm 范围的光，我们的视网膜感知为蓝色，所以称之 为短波蓝光。短波蓝光具有较强的能量，这使其可以穿透晶体管到达视网膜，从而对视网 膜细胞造成光学损害，加速黄斑区细 胞的氧化。 但是短波蓝光有害并不等于使用 LED 灯必然导致损伤，损伤与短 波蓝光积累的量有关，当积累的 量到达一定值时， 便会对视网膜造 成伤害，且该伤 害不可逆转，所以眼睛所受到的“短波蓝光危害”是一种不易察觉的慢性过程。
而在我们现代生活中，我们无时无刻不在面对着电脑、手机、电视，这使得我们视 网膜受到伤害的概率大大增加，尤其是对于青少年而言。 那么，有没有办法能够减少这种伤害呢？答案是“有”。 光科全息打造的面向专业级应用领域的“HoloKOOK”光子晶体型纳 米蓝光防护膜系列产品，针对有害蓝光波段，提供全球最优秀的防护滤除 率。“HoloKOOK”系列薄膜则是一种波长可选择型、低能损窄带宽，能反 射滤波的一维光子晶体薄膜，经检测能有效滤除 50%—90% 的 435nm— 440nm 短波长有害蓝光，其通过合适的工艺制成的防蓝光手机膜、防蓝光 眼镜可以有效地防护有害蓝光辐射，保障视力健康。甚至光科全息目前正 在做的防止蓝光 LED 芯片，使得电脑、电视、手机等电子产品在出厂时 就已经具备阻止有害蓝光出射的能力，并且由于光科全息的技术是反射型、 低吸收、低能损的蓝光滤除机理，被反射回去的蓝光还能有效地与荧光粉 起作用，转换为其他波长的光，这还可以有效地减少荧光粉的用量，从而 降低荧光粉使用成本。
HoloKOOK 光子晶体防蓝光技术可以防止长期受到短波蓝光辐射的视 网膜产生自由基导致的光化学损伤，真正有效地把现有市场中尚停留于混 乱概念炒作阶段的“光生物安全防护”变为现实的产品技术，真正切实提 高了作为产品应用的光生物安全性。光科全息的光子晶体防蓝光技术薄膜 也是世界领先的技术产品，对人眼有害蓝光波段的阻隔防护水平和防护率 远超过国内现有产品，可以真实有效地大幅降低有害蓝光波段对人眼视网膜的危害，特别适用于中国青少年和儿童的护眼工程。
郭滨刚介绍：“‘HoloKOOK’光子晶体型纳米蓝光防护膜产品本质上 是光子晶体材料应用的一种，实际上，基于不同的纳米结构设计，我们有 能力得到任意波长的滤波型器件。不只是滤波器件，针对不同的使用场景， 我们可以对材料、结构进行选型、合成和设计，从而设计出具有不同功能 的光调制材料。比如，与波长控制相关的材料、偏振控制相关的材料，光 开关器件、光逻辑器件、完美吸收装置等，而这些在激光雷达、生物检测、 光通信、光计算等方面都有巨大的应用潜力。”
LED 灯因为其优秀的节能、高寿命和高亮度的特点，已经成为市场照 明和显示领域的首选设备，成为我们生活中必不可少的器件，不论台灯、 室内顶灯等，还是显示类电子产品，诸如电视、手机、平板、电脑等，都 应用到 LED 发光器件。LED 灯产生白光的原理是通过蓝光 LED 灯外加荧 光粉的方式。整个白光光谱中，蓝光能量占比较高，这样会使得人工白光 整体偏冷白光，在视觉上让人看起来亮和白。有些屏幕为了突出自己的亮 度视觉效果，不断提高光谱中蓝光的占比，使得屏幕看起来更白和更亮，以此作为营销的手段。随着 LED 灯的广泛普及，对 LED 灯的研究，尤其 是对健康方面潜在影响的研究工作也在深入开展。
▲郭滨刚博士在光科全息公司实验室，与研究员一起进行薄膜光学特性的分析实验
近几年，越来越多的研 究发现，长期暴露在 LED 光源中，尤其是直射型屏幕的光源中，如电脑 显示器、电视、手机，更容易增加眼睛的疲劳程度，甚至会对视网膜产生 不可逆转的损伤。这是由于可见光的波长范围为 380nm—760nm。尤其 是其中 380nm—470nm 范围的光，我们的视网膜感知为蓝色，所以称之 为短波蓝光。短波蓝光具有较强的能量，这使其可以穿透晶体管到达视网膜，从而对视网 膜细胞造成光学损害，加速黄斑区细 胞的氧化。 但是短波蓝光有害并不等于使用 LED 灯必然导致损伤，损伤与短 波蓝光积累的量有关，当积累的 量到达一定值时， 便会对视网膜造 成伤害，且该伤 害不可逆转，所以眼睛所受到的“短波蓝光危害”是一种不易察觉的慢性过程。
而在我们现代生活中，我们无时无刻不在面对着电脑、手机、电视，这使得我们视 网膜受到伤害的概率大大增加，尤其是对于青少年而言。 那么，有没有办法能够减少这种伤害呢？答案是“有”。 光科全息打造的面向专业级应用领域的“HoloKOOK”光子晶体型纳 米蓝光防护膜系列产品，针对有害蓝光波段，提供全球最优秀的防护滤除 率。“HoloKOOK”系列薄膜则是一种波长可选择型、低能损窄带宽，能反 射滤波的一维光子晶体薄膜，经检测能有效滤除 50%—90% 的 435nm— 440nm 短波长有害蓝光，其通过合适的工艺制成的防蓝光手机膜、防蓝光 眼镜可以有效地防护有害蓝光辐射，保障视力健康。甚至光科全息目前正 在做的防止蓝光 LED 芯片，使得电脑、电视、手机等电子产品在出厂时 就已经具备阻止有害蓝光出射的能力，并且由于光科全息的技术是反射型、 低吸收、低能损的蓝光滤除机理，被反射回去的蓝光还能有效地与荧光粉 起作用，转换为其他波长的光，这还可以有效地减少荧光粉的用量，从而 降低荧光粉使用成本。
HoloKOOK 光子晶体防蓝光技术可以防止长期受到短波蓝光辐射的视 网膜产生自由基导致的光化学损伤，真正有效地把现有市场中尚停留于混 乱概念炒作阶段的“光生物安全防护”变为现实的产品技术，真正切实提 高了作为产品应用的光生物安全性。光科全息的光子晶体防蓝光技术薄膜 也是世界领先的技术产品，对人眼有害蓝光波段的阻隔防护水平和防护率 远超过国内现有产品，可以真实有效地大幅降低有害蓝光波段对人眼视网膜的危害，特别适用于中国青少年和儿童的护眼工程。
郭滨刚介绍：“‘HoloKOOK’光子晶体型纳米蓝光防护膜产品本质上 是光子晶体材料应用的一种，实际上，基于不同的纳米结构设计，我们有 能力得到任意波长的滤波型器件。不只是滤波器件，针对不同的使用场景， 我们可以对材料、结构进行选型、合成和设计，从而设计出具有不同功能 的光调制材料。比如，与波长控制相关的材料、偏振控制相关的材料，光 开关器件、光逻辑器件、完美吸收装置等，而这些在激光雷达、生物检测、 光通信、光计算等方面都有巨大的应用潜力。”
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