レーザー植物工場用高出力半導体レーザーアレイ光源に関する研究

激光植物工厂用大功率半导体激光阵列光源研究

• 批准号: 20920001
• 负责人: 西田 嘉夫
• 金额: $ 0.37万
• 依托单位: 大阪市立都島工業高等学校
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20920001/
• 关键词: 植物工場; 半導体レーザー; レーザー植物工場

1. 研究の背景現在までの植物工場では、人工光源として高圧ナトリウムランプ等高輝度放電ランプを用いたものが実用化されてきた。最近半導体発光デバイスとして、発光ダイオード(LED)を用いたLED植物工場が稼働している。そこで、LEDよりも高出力で高効率光励起の観点から、民生用半導体レーザー(LD)を多数個バー状に一次元に配列した。さらに必要な照射面積に対応するため、並列接続して二次元化を図った半導体レーザー二次元アレイ光源を設計製作して実験的研究を行う必要があった。2. 研究目的(1) 近紫外光から、遠赤色光に至る半導体発光素子による単色光光源を試作し、植物栽培に使用する。(2) 単色光照射により、どのような波長構成で、照射強度があれば良好な成長をなすのか、定量的に把握する必要がある。(3) LD励起固体レーザー用二次元LDアレイ光源のような構造をもち、一次元アレイの二波長スタック構造をもつ植物栽培用二次元アレイ光源の新たな提案を行う。3. 研究方法`(1) 一次元バー構造をもち、コネクタ接続により二次元化への拡張性ある半導体発光デバイスの設計製作を行った。(2) 植物栽培実験を通して、この二次元アレイ光源の有用性と問題点を抽出した。(3) プレゼンテーション教材案を作成した。4. 研究成果(1) 定格動作させながら、冷却方法や温湿度対策などが、素子の安定動作に欠かせない。また実用に際して出力低下により光源ユニットの容易な交換性も必要である。照射波長により生育状況が異なるため、光源構成の任意性も重要であることがわかった。(2) 単一一次元バーアレイのスタック構造をもつ多波長の二次元アレイ光源の提案を行った。(3) 工業科、理科および農業科用教材の一つとしてプレゼンテーション教材とホームページ制作ができた。

1. Research background: at present, the plant factory is used in the plant factory, the artificial light source is used in the plant factory, the artificial light source is used in the plant factory, and the artificial light source is used in the plant factory. Recently, the LED plant factory has been used in the production of LED plants and plants. The high output rate of high-output and high-output LED units will encourage the allocation of primary training units for most of the semi-obsolete trailers (LD) for people's livelihood. It is necessary to study the design of the light source and the design of the two-dimensional light source. two。 Research purpose (1) near ultraviolet light, red light to half-body light source, color light source, plant cultivation. (2) the wave length is formed by the exposure of color light, the intensity of radiation is good, the growth is good, and it is necessary to quantitatively grasp the temperature. (3) LD encourages the solid state to use the two-dimensional LD light source to make the equipment, and the first-dimensional optical source and the second-wave-length laser to make the new proposal for plant cultivation. 3. Research method `(1) one-dimensional optical device is used to make the device, and the device is connected to the two-dimensional device, and the semi-solid optical device is designed to perform the design. (2) the usefulness of the two-dimensional light source in plant cultivation is very important. (3) make sure that the textbook case is completed. 4. The research results (1) freeze the action, the cooling method, the temperature and humidity policy, and the diazepam action. It is easy to use the low output of the light source and the necessary sex. The radiation wavelength is sensitive to the growth status, and the light source is arbitrary and important. (2) the proposal for a multi-wavelength and two-dimensional light source is very important. (3) the teaching materials for engineering, science and agriculture should be made in the first place.

项目成果

大阪大学レーザーエネルギー学研究センター主催レーザー研シンポジウム2008(平成20)年度共同研究成果報告会):「レーザー植物工場用半導体レーザーアレイ光源の研究」(2009(H21).4.23(木)大阪大学レーザーエネルギー学研究センター4階大ホールを予定).

大阪大学激光能源研究中心主办的激光研究研讨会2008（平成20）联合研究成果报告：“激光植物工厂用半导体激光阵列光源的研究”（2009（H21）.4.23（星期四）大阪大学激光能源（预定位于学术研究中心四楼大厅）。