1、追“光”之路漫谈人类照明的发展历史人类用同位素测定：地球的年龄是 45.6 亿年。当然，太阳与地球是同时形成的，因此，阳光是一直围绕地球的。不过，月球作为太阳行星的年龄，月球对日的年龄为 60 亿年；月球成为地球卫星的年龄，月球对地的年龄为 1.738 亿年。因此，月光是很晚才照耀地球的。当然，即使是 1.738 亿年的月光，也足够了，因为人类的历史不足 1000 万年。人类仅仅靠自然光照明是不够的，黑夜和冬季是漫长的。现代人推测：在某场雷电劈中森林后，浑身长毛的祖先们偶然学会了用火，火不仅带来了烤熟的食物，更可以照亮夜晚，进而驱逐野兽，带来温暖。从自然光到“热辐射光源”的跨越，就这样完成了。
2、据考古资料，早在距今约 70 万至 20 万年前，旧石器时代的北京猿人已经开始将火用于生活之中。以篝火、火堆形式存在的“热辐射光源”不便于移动，于是人们拿起一根燃烧的树枝，在树枝另一段绑上更多的可燃物，蘸上油脂火把就这样诞生了。早期的油脂，主要是动物脂肪，又肥又不好吃，就用来照明；其次就是松树油脂。火把的历史，可能有上百万年。从 1954 年至 1998 年陆续发掘的位于福建闽侯县甘蔗镇昙石村西北侧的“昙石山文化遗址” ，距今 45005500 年，属新石器时代晚期。遗址中出土了保存完好的陶瓷做的油灯，有多个防风孔，比外国的同类灯早了 1000 多年，这是我国最早的油灯，也是世界上最早的油灯，
3、被誉为“中华神灯” 。人类使用油灯照明的历史特别长。在这期间，油灯经过了多次改进。油灯用油从动物油改为植物油，最后（20 世纪）又被煤油取代。灯芯也经历了草、棉线、多股棉线的变化过程。为了防止风把火吹灭，人们给油灯加上了罩。早期的罩是用纸糊的，很不安全，后来改用玻璃罩。这样的油灯不怕风吹，在户外也照样使用，而且燃烧充分，不冒黑烟。中国最早的太阳能利用，其历史可追溯到 2700 年前。远在 3000 多年前的西周时代（公元前 11 世纪） ，就已有了“阳燧取火”技术的记载，所谓“阳隧” ，就是形似凹面镜的金属圆盘，对着太阳聚光，在聚光点点燃艾绒等易燃物，取得火种。这是一种最古老的太阳能聚光器。沈
4、括梦溪笔谈中对阳燧的原理作了科学的论述。国外认为阿基米德是利用太阳能最早的人之一。约在公元前 215210 年间，古罗马帝国的舰队侵占了西西里岛，派了一支舰队攻打希库扎港，著名的学者阿基米德，为了保卫家乡，他让每个士兵用擦亮的铜盾，排列在城堡上，把太阳光聚集反射到入侵的罗马舰船上，结果使舰船起火，敌人仓惶逃跑。根据大英百科全书记载，在公元 3000 年前（据今 5000 年） ，埃及和希腊就有蜡烛的相关纪录，古代的蜡烛皆以动物脂肪制造。1358 年，在英国伦敦，人们用蜂蜡来制造蜡烛照明。1830 年， K. V. Reichenbach 在实验室中从煤炭沥青中分离出石蜡。1934 年，Fisc
5、herTropsch 蜡的商业化生产，开始合成蜡的制造历史。在中国，商代（公元前 1766 年前 1111 年）的甲骨文中也未见灯、烛之类的字样。西周（公元前 1097 年公元前 771 年）时，在人们日常生活中出现的“烛”应是最早的照明用器的记载。西周时“烛”应是一种由易燃材料制成的火把，用于执持的已被点燃的火把，称之为烛；放在地上的用来点燃的成堆细草和树枝叫做燎；燎置于门外的称大烛，门内的则称庭燎。汉字“灯” ，则是从“豆”演变而来。战国时期（公元前 403 年前 221 年）的楚辞招魂有记载。一个小小的、表面坑坑洼洼的陶碗，碗的底部有一个把手支撑，简单的造型，粗糙的工艺，放在一般人眼里，
6、就是一件不值钱的陶器。这“豆”是碗形的照明工具，就是“灯” 。在中国的灯具史上，成就最高的灯是出现在西汉（公元前 202 年公元 9 年） 。这种灯是供宫廷贵族使用的青铜灯，灯的火苗上方带有连着烟管的烟罩，灯烟可以经由罩和管排入蓄水的灯身里达到“取光藏烟”的环保效果。其中最著名的灯就是1968 年河北省满城县出土的“长信宫灯” 。公元 12 世纪，就已有关于生物发光的记载。但直至 1887 年，才由法国 R.杜布凡开创对生物发光物质的科学研究。20 世纪 60 年代以前，为荧光素-荧光酶系统的概念占优势的时期，主要是观测研究生物发光的器官、组织和生理，其代表性著作有美国 E.N.哈维1952
7、年出版的生物发光 。60 年代以后，随着观测仪器和萃取技术的改善，在发光物质的合成及其结构、量子产量测定以及发光反应机制等方面，都获得了许多新进展，特别是“发光蛋白”型系统的发现，标志着对生物发光的研究进入了新阶段。该时期的代表性著作有 1978 年英国 P.J.赫林主编的生物发光作用 。生物性冷光有多种用途，如发光菌灯可作为火药库的安全照明。利用夜间可以发光的萤火虫作为光源，是中国人的发明。晋朝时期（265 年 420 年） ，有个名叫车胤的人，从小好学不倦，连夜晚的时间也不肯白白放过。但是由于家里很穷，买不起点灯的油，所以每到夏夜，他就抓来许多萤火虫，放在有小洞的囊内，利用萤火虫的光来看书
8、。结果苦学的车胤终于出人头地，最后官至吏部尚书。此外，古书古今秘苑也曾经记载：“取羊膀胱吹胀晒干，入萤百余枚，系于罾足底纹，群鱼不拘大小，各奔其光，聚而不动，捕之必多。 ”这是利用萤火虫的亮光捕鱼的故事。1780 年，瑞士物理学家与化学家 Aim Argand 发明了阿尔冈灯。它是自油灯和蜡烛发明以来第一个重大进步。这种油灯的亮度，相当于 610 根蜡烛。1792 年，出现了煤气灯。世界上第一盏煤气灯是苏格兰人威廉默多克发明的。他于 1792 年将灯装在了他在英国康沃尔的家中。1828 年，瑞典化学家贝采利乌斯发现了钍，二氧化钍在高温下受到激发，会射出白色的光。人们利用它的这一特性，制造可以提
9、供更大区域照明的煤气灯。1865 年 12月 18 日，作为道路交通的重要配套设施，煤气灯、电灯先后试验成功，并最先在道路两旁使用。1809 年，英国化学家戴维曾以两千多组伏打电池为电源，发明了在两根碳棒之间进行强电流放电的弧光灯。这是人类最早利用电照明的成功尝试。但戴维的弧光灯，成本太高，光线太强，只能用于灯塔或公共场合的照明，不可能大规模推向民用。1835 年，英国物理学家和化学家法拉第对气体放电进行了研究。在 1907 年至 1910 年期间，科学家克洛德和林德发明了液态空气分馏。利用这一发明，在霓虹灯内充入一定的惰性气体，这样就明显减缓了气体在灯管内部的消耗速度，颜色也丰富了，可产生红
10、、绿、蓝、黄等颜色。第二次世界大战前夕，光致发光的材料被研制出来了。这种材料不仅能发出各种颜色的光，而且发光效率也高，我们称之为荧光粉。荧光粉被应用在霓虹灯制作中后，霓虹灯的亮度不仅有了明显提高，而且灯管的颜色也更加鲜艳夺目，变化多端，同时也简化了制灯的工艺。故在第二世界大战结束后，霓虹灯得到了迅猛的发展。1854 年亨利 戈培尔使用一根炭化的竹丝，放在真空的玻璃瓶下通电发光。他的发明今天看来是首个有实际效用的白炽灯。他当时试验的灯泡已可维持 400 小时，但是并没有实时申请设计专利。1850 年，英国人约瑟夫威尔森斯旺开始研究电灯。1878 年，他以真空下用碳丝通电的灯泡得到英国的专利，并开
11、始在英国建立公司，在各家庭安装电灯。19 世纪中叶，F. 塔尔博特首次应用火花隙放电作为高速摄影的曝光光源，这是最早的人造脉冲光源（是利用贮存的电能或化学能，在极短时间内发生高强度闪光的氙气灯雏形） 。以后出现了惰性气体脉冲放电光源（即氙气灯） ，才使脉冲光源真正进入实用阶段。1874年，加拿大的两名电气技师申请了一项电灯专利。他们在玻璃泡之下充入氮气，以通电的碳杆发光。但是他们无足够财力继续发展这发明，于是在 1875 年把专利卖给了爱迪生。爱迪生买下专利后，尝试改良使用的灯丝。1879 年他改以碳丝造灯泡，成功维持 13 个小时。到了 1880 年，他造出的炭化竹丝灯泡曾成功在实验室维持
12、1200 小时。但是在英国，约瑟夫威尔森斯旺控告爱迪生侵犯专利，并且获得胜诉。爱迪生在英国的电灯公司被迫让斯旺加入为合伙人。但后来斯旺把他的权益及专利都卖了给爱迪生。在美国，爱迪生的专利亦被挑战。美国专利局曾判决他的发明已有前科，属于无效。最后经过多年的官司，爱迪生才取得碳丝白炽灯的专利权。1892 年，爱迪生通用电气公司和汤姆森休斯顿电气公司合并，创立通用电气公司（General Electric Company，GE） 。爱迪生的最大发明是使用钨代替碳作为灯丝。之后在1906 年，通用电器发明一种制造电灯钨丝的方法。最终廉价制造钨丝的方法得到解决，钨丝电灯泡被使用至今。20 世纪 30 年
13、代，美国工程师艾哲顿发明了氙气闪光灯。20 世纪 40 年代初，联邦德国奥斯兰公司发展研究中心实验室率先研究了稀有气体短弧光源的特性，经过多年的研制和改进，于 1951 年正式向市场推出超高压短弧氙气灯。 1954 年，在联邦德国科隆世界照明和电影博览会上，专业制造光学系统、工业测量仪器和医疗设备的蔡司公司展出了第一只作为电影放映光源的氙气灯。在此后长达半个多世纪的时间里，超高压短弧氙气灯已在世界上大多数影院取代碳弧光源成为新的电影放映光源，直到今天，尽管部分数字放映机已经出现了激光光源，但氙气灯作为目前应用最广泛、性价比突出、使用组合方便的光源仍具有非常庞大的用户群。亮度更高、稳定性更佳、使
14、用寿命更长的氙气灯能够在不影响光源整体性能的前提下，提供更加令人神往的 2D 和 3D 体验，从而使得影院的运营成本更低，增加了影院的整体赢利。另外，氙气灯在医疗方面的应用也不容小觑。由于氙气灯辐射发出很强的紫外线，所以现如今已成为医疗领域的常备光源，特别是作为低创伤外科使用的电子胃镜、腹腔镜光源，更是医院不可或缺的高效光源。高亮度输出医用氙气灯可以输出高达 3200 流明的亮度，高出传统卤素灯三倍，对于提高电子胃镜、腹腔镜等手术照明效果有着明显的功效，而最接近正午日光的色温也可以有效减少操作者的视觉疲劳，对操作的安全性有很大帮助。随着人们对氙气灯发光强度高、显色性好等优点的发现与不断创新，上
15、世纪 90 年代，氙气灯逐渐被应用于汽车和摩托车照明上，掀起了汽车、摩托车大灯改装的狂潮。车用氙气灯最早是由飞利浦在 1991 年研发成功的，1996 年欧洲正式允许汽车装置氙气车灯后，至今全世界已有超过 1500 万辆车采用。鉴于氙气灯的光色与日光非常相像，能大幅提高车前方的照明，照亮路边的标志，从而为驾驶者提供更好的光照效果与视觉体验，这些对夜间行车安全的重要性是毋庸置疑的。并且氙气灯不用钨丝当作介质，不但可以有稳定的光源输出，使用寿命可达 2500 小时以上，是卤素灯的 5 倍。 2001 年车用氙气灯开始进入中国市场。2005 年中国开始生产车用氙气灯。近些年来，氙气灯除了继续在汽车照
16、明领域发挥着它的长处之外，在大功率民用照明方面也开始崭露头角。随着城市建设的飞速发展，我国道路照明工程的日趋大型化，在日益紧迫的能源、环境危机促进下， “节能减排”已成为现阶段城市道路节能的指导思想。作为绿色照明的倡导者和领航者，2005 年 3 月，山东亿源光电科技有限公司通过技术和市场论证，确立大功率高压氙气灯项目的研发立项。2005 年 6 月，世界第一支大功率（75W） 、自主知识产权的氙气灯在亿源光电成功问世。这标志着人类照明从三基色的白光向七基色高显色性的、跟太阳光光谱接近的白光成功跃进，是照明发展史的革命性突破。2006 年 1月，世界第一支大功率（100W 、150W ） 、自
17、主知识产权的氙气灯在亿源光电成功问世，但该功率为双桥结构，需要进一步研发。2008 年 8 月，世界第一支单桥结构的大功率（150W） 、自主知识产权的氙气灯在亿源光电成功问世。2009 年，高压氙气灯项目荣获山东省科技厅科技进步奖。2009 年至 2013 年，亿源光电在全国各地实施案例 100 多处，从而获取产品的实际性能数据，与实验室的理论数据进行验证。2014 年，经过长时间的反复测试，氙气照明系列产品的稳定性、发光效率、光衰、显色性、寿命等指标已经远远超越国际、国内照明行业的参数要求，基于此，集团决定开始进行全国招商，并配合多种投资模式进行多领域合作。2014 年，氙气照明成功入选“
18、山东省经信委低碳节能目录” ，并被山东省政府推荐为智慧城市配套产品。2015 年，氙气照明入选“国家发改委重点低碳节能推广技术目录” 。与此同时，亿源光电与国际照明公司进一步深入研发与合作，氙气灯灯管有效寿命突破 30000 小时，镇流器有效寿命突破 50000 小时，真正成为大功率、长寿命的优质高效绿色节能光源。自此，亿源光电开始从事国内外大型城市市政照明的 EMC 项目和PPP 项目合作。在全球经济向低碳进军的今天，氙气照明作为一个朝阳产业，其增长速度之快极为惊人，尽管问世至今已有将近一个世纪的漫长岁月，但是山东亿源光电科技有限公司的成功经验让人们坚信：氙气灯必将在新的照明领域发出更加璀璨和耀眼的光芒！
