常見的光熱轉(zhuǎn)換材料有哪些？

光熱轉(zhuǎn)換材料是指在光照條件下，能夠通過自身的光熱轉(zhuǎn)換機(jī)制將光能轉(zhuǎn)換為熱能的一類材料。

目前常見的光熱轉(zhuǎn)換材料有:碳基材料、金屬基納米粒子、無機(jī)半導(dǎo)體材料等。隨著對(duì)光熱轉(zhuǎn)換材料的深入研究，光熱轉(zhuǎn)換能力在不斷提高，并且已經(jīng)應(yīng)用于海水淡化、蒸氣發(fā)電、水凈化和殺菌系統(tǒng)等多個(gè)領(lǐng)域中。

(1) 碳基材料

碳基納米材料主要包括石墨烯、氧化石墨烯(GO)、還原氧化石墨烯(rGO)、和碳納米管等。由于碳基材料具有較寬的可見光吸收范圍，較強(qiáng)的光吸收特性，當(dāng)它們暴露在光源下時(shí)，碳基材料中的電子可以吸收光子的能量，從而使電子處于激發(fā)狀態(tài)，處于激發(fā)態(tài)的電子是不穩(wěn)定的，在衰減回基態(tài)的過程中會(huì)產(chǎn)生光熱效應(yīng)，從而使局部溫度升高。有研究表明，相比于傳統(tǒng)的炭黑或石墨，具有納米級(jí)尺寸的碳納米管和石墨烯在界面的反射率更小，對(duì)光的吸收性能有明顯提升。

(2) 金屬基納米材料

金屬納米材料可以通過局域表面等離子體共振(LSPR)效應(yīng)吸收光子并將其轉(zhuǎn)化為熱能。當(dāng)金屬納米材料表面的電子吸收光子能量時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生熱電子。通過電子之間的散射過程，使熱電子將在大量的低能電子之間快速重新分配它們的能量，并建立一個(gè)電子溫度。然后，能量將通過電子與聲子相互作用轉(zhuǎn)移到晶格，導(dǎo)致晶格熱化。最后，能量通過聲子之間的相互作用從晶格轉(zhuǎn)移到外部環(huán)境。由于LSPR 效應(yīng)與等離子體納米材料的尺寸和結(jié)構(gòu)有關(guān)，因此可以通過改變其尺寸或結(jié)構(gòu)來增強(qiáng)其對(duì)近紅外光的吸收。近年來，Au 納米粒子與Ag 納米粒子由于其強(qiáng)烈的光吸收和光熱轉(zhuǎn)換性能，被視為最有潛力的光熱轉(zhuǎn)換金屬材料。

(3) 無機(jī)半導(dǎo)體聚合物

傳統(tǒng)的半導(dǎo)體材料能隙較寬，需要吸收能量較高的入射光，如紫外光，才能將電子激發(fā)，并在回落至基態(tài)過程中放出熱量。隨著半導(dǎo)體材料研究不斷深入，具有窄能隙的黑色半導(dǎo)體材料不斷被發(fā)現(xiàn)，如黑色的二氧化鈦(TiO2)和三氧化二鈦(TiO3)等，吸收可見光即可以激發(fā)電子放熱，大大拓展了半導(dǎo)體材料在光熱轉(zhuǎn)換中的應(yīng)用。

在機(jī)器視覺和半導(dǎo)體設(shè)備、3D成像和打印、太陽能和光伏發(fā)電、生命科學(xué)和醫(yī)療等產(chǎn)品的研發(fā)過程中，我們經(jīng)常需要一些比較精密的LED光源，目前市場(chǎng)上主要是LED+導(dǎo)光板的簡(jiǎn)單形狀組合，在過去的時(shí)代尚能使用，在AI時(shí)代，達(dá)到光學(xué)精度級(jí)別的光源才能滿足您的需求。

以下是為您推出的一些精密的光學(xué)精度的光源系列產(chǎn)品：LumiPro3D

(工業(yè)和商業(yè))

具有廣闊的景深和高分辨率成像 (NA0.11, f/4.5)，可在455-460nm的尺寸下進(jìn)行脈沖操作。這款帶有偽隨機(jī)點(diǎn)云網(wǎng)紋可用于立體視覺的強(qiáng)大圖案投影儀是滿足您3D掃描需求的解決方案。

Lumi3D

(工業(yè)和商業(yè))

具有25-32W的紫外線功率。 單個(gè)照明器的多光譜輸出，可快速斷開連接，實(shí)現(xiàn)無溢出耦合。專為DLP9000設(shè)計(jì), 包裝中含有專用驅(qū)動(dòng)器/控制器。

LumiBright

(醫(yī)藥和生命科學(xué)，工業(yè)和商業(yè))

具有非成像光學(xué)器件，可將 LED陣列發(fā)出的光線引導(dǎo)至所需的錐角，具有高度均勻的照明。光功率高達(dá) 30W / 4000 流明，范圍從紫外光到近紅外光。

LumiFiber

(醫(yī)藥和生命科學(xué)，工業(yè)和商業(yè))

具有強(qiáng)而穩(wěn)定的光功率，是光纖應(yīng)用的理想選擇。 支持最大2mm的光纖束。 高達(dá)25W的紫外光至近紅外光。專為SMA905連接器或?qū)舆B接器而設(shè)計(jì)。

LumiBlaze

(工業(yè)和商業(yè))

定制鏡頭具有多種波長(zhǎng)選擇，具有高均勻性和高亮度的特點(diǎn)，適合在光線充足的地方使用。操作模式包括CW、PWM 模式和脈沖模式。

LumiBlazeR

(工業(yè)和商業(yè))

具有多個(gè)領(lǐng)域可更換的精密標(biāo)線選項(xiàng)與標(biāo)準(zhǔn)或自定義模式，專為1英寸C型鏡頭設(shè)計(jì)，能進(jìn)行高強(qiáng)度的長(zhǎng)距離工作，操作模式包括CW、PWM 模式和脈沖模式。

LumiFlood & LumiLine

(工業(yè)和商業(yè))

具有高度均勻的輸出、緊湊而堅(jiān)固的設(shè)計(jì)適用于紫外線固化和其他可見應(yīng)用。50x50mm，工作距離為27mm。

LumiPro

(醫(yī)藥和生命科學(xué))

具有可調(diào)節(jié)焦距和集成濾光片選項(xiàng)?？稍谝粋€(gè)單元中應(yīng)用單波長(zhǎng)或多波長(zhǎng)?？蓡为?dú)尋址的波長(zhǎng)。

LumiXP

(微電子與半導(dǎo)體)

具有高均勻性和高功率的特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)快速生產(chǎn)。用于接觸式曝光系統(tǒng)。在一個(gè)單元內(nèi)可混合使用各種波長(zhǎng)。金屬模具可單獨(dú)尋址。

LumiDL

(微電子和半導(dǎo)體，工業(yè)和商業(yè))

具有高輻射功率(>30W)的特點(diǎn)，可從單個(gè)照明器輸出多波長(zhǎng)。具有快速斷開的無泄漏接頭。DLP9500和DLP7000在DMD上能高均勻度輸出。

LumiSpectra

(醫(yī)藥和生命科學(xué)，工業(yè)和商業(yè))

具有兩種不同的選擇：透鏡和光纖(最大6mm)。 輻射功率輸出>0.30mW/(nm-mm2- sr)連續(xù)光譜為400nm-990nm，可擴(kuò)展至 1700nm。

LumiSunTM-50

(太陽能和光伏發(fā)電)

具有符合 IEC AAA 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)且輸出光譜可調(diào)節(jié)的特點(diǎn)。采用多光譜 LED 和用戶友好型的前面板 GUI，提供 0.1 至1.5 SUNS 的均勻和穩(wěn)定的照明。50x50 mm。

LumiSunTM-OEM

(太陽能和光伏發(fā)電)

具有0.4 至 1.5 SUNS 的輻照度，適用于光伏電池測(cè)試和研究、光化學(xué)、生物學(xué)以及材料測(cè)試。不含汞和臭氧，可用于硅或CdTe光譜的型號(hào)。 50x50 mm。

審核編輯：湯梓紅