为了营造一个健康舒适节能的视觉显示终端（VDT）作业光环境，提出基于节律因子和群智能算法的动态照明调控方法。首先根据VDT作业空间的作业情况和补偿关系建立照明模型；再结合光照需求、人工光源和自然光源之间的补偿关系和节律因子，建立动态光照调控模型；之后提出结合粒子群算法和萤火虫算法优势的混合算法，并引入精英粒子思想对混合算法进行改进；将某时段的照明需求、自然光源补偿量和作业区分布情况作为照明优化模型的输入，并利用改进算法求解人工光源的光通量。将改进算法与其他算法进行对比实验，改进算法的寻优能力和稳定性明显优于其他相关算法；实验证明基于动态调控方法优化的VDT作业空间光环境，视觉效果更好，并具备较大的节能潜力。

哺乳动物昼夜节律系统对不同光谱组成敏感性不同。 时差光照模式可导致昼夜节律紊乱进而增加患代谢性疾病的风险。 然而, 光谱组成是否影响时差光照模式的代谢效应尚不明确。 采用昼夜节律系统敏感性显著不同的窄带LED光照（蓝光和红光波段）和宽带LED白光, 分析光谱组成对时差光照模式下小鼠糖脂代谢功能的影响, 并与正常光照模式进行比较。 光照强度均采用120 μW·cm-2。 结果显示白光时差组小鼠体重增加最多。 红光时差组小鼠出现严重脂质代谢紊乱, 并伴有肝功能受损。 白光下时差光照会显著降低葡萄糖耐量和胰岛素敏感性, 而红光和蓝光能阻碍时差光照引起空腹血糖升高。 研究表明调整光谱组成可能改善时差光照模式对糖脂代谢的不良影响。

以纳米二氧化钛(nano-TiO2)为原料, 选取六偏磷酸钠(SHMP)、曲拉通X-100(Tritor-X-100)、聚乙二醇(PEG)400、十二烷基硫酸钠(SDS)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)做分散剂, 采用超声手段在去离子水中制备得到nano-TiO2分散液。通过UV-Vis分光光度计测量样品的吸光度, 分析了超声时间、分散剂种类与浓度对样品稳定性的影响, 并对样品的光学性能进行检测。研究结果表明: 加入SHMP, 超声处理35min可获得吸光度维持在0.1左右的稳定nano-TiO2分散液, 且在LED光源(CCT=10000K)照射下, 可以实现模拟天空光照射环境的瑞利散射效果。

本文通过X射线照射SMMC-7721、BEL-7402和HepG2三种肝癌细胞后, 以克隆形成试验检测其存活分数, 结果显示在梯度剂量X射线0、2、4、6、8、10 Gy照射下SMMC-7721、BEL-7402、HepG2三种细胞克隆存活分数逐渐下降, 其中SMMC-7721在三种肝癌细胞系中对辐射最敏感, BEL-7402辐射抗性在三种肝癌细胞系中最高。Western blot检测发现PER1在SMMC-7721中的表达水平明显显著高于BEL-7402和HepG2(P<0.05)。过表达PER1蛋白以后, BEL-7402接受5 Gy X射线照射后凋亡明显增多, 同时, western blot 和RT-qPCR试验结果发现, X射线照射过表达PER1的BEL-7402细胞, 抗凋亡蛋白Bcl-2表达明显降低, 凋亡执行蛋白Caspase-3断裂明显增多。研究结果表明PER1蛋白的高水平表达可以促进X射线诱导的凋亡, 增强肝癌细胞的辐射敏感性。

近年来, 蓝光对人眼的危害逐渐被人们所认识和关注。蓝光危害风险不仅存在于照明光源中, 还存在于显示产品中。减少蓝光的含量是降低蓝光危害的直接方法。而蓝光是显示产品光谱中必不可少的组成波段, 同时也是满足显示产品色温和色域需求, 完美展现丰富多彩的真实世界的必需颜色。因此如何在不降低正常显示标准下, 发展抗蓝光危害的技术是显示技术的一个重要研究方向。目前, 国内外众多研究者围绕蓝光生物安全性及防蓝光显示技术进行了较深入的研究。本文首先阐述了蓝光危害的作用机制、危害分类和评估方法、标准, 分析了显示产品中影响蓝光危害程度的多种影响因素。介绍了目前防蓝光显示技术新进展, 并对防蓝光显示技术进展进行了总结和展望。

为分析白光LED的光-电-热特性及其变化, 在热沉温度和驱动电流可控的条件下, 测试了温度、电流对白光LED光谱分布的影响, 建立了白光LED光功率和光谱蓝白比(蓝光光谱光功率与白光光谱光功率的比值)预测模型。相关性分析显示光谱蓝白比、色温及司辰节律因子之间高度相关, 光谱蓝白比与色温、光谱蓝白比与司辰节律因子均存在线性关系, 表明由光谱分布变化预测光谱色温漂移及其非视觉生物效应的可能性。实验结果表明, 白光LED光功率、蓝白比、色温及司辰节律因子的预测值与实测值吻合较好, 最大预测误差分别不超过4.22%、1.54%、1.31%和2.15%; 同时, 白光LED光谱蓝白比可作为一种有效手段, 用于预测光谱色温及司辰节律因子, 进而评估其光学特性和非视觉生物效应。

针对市场上三款常见的不同材质的手机屏幕(LED背光LCD、OLED、SUPER AMOLED), 在黑暗中、屏幕距离瞳孔15 cm处4种不同色温的条件下, 研究不同手机对青少年生理节律和蓝光危害的影响。在充分考虑年龄、人眼受光面积、透射率的情况下, 改进传统计算蓝光危害因子的公式, 并计算节律因子和蓝光危害因子。结果表明, 不管何种手机, 节律因子和蓝光危害因子都随色温升高而增大, 并且均呈现出良好的线性关系。在7 425~9 201 K色温下, 节律因子由大到小依次为: OLED＞SUPER AMOLED＞LED背光LCD; 而蓝光危害因子由大到小依次为: LED背光LCD＞SUPER AMOLED＞OLED, 由此可以根据不同需求, 选择相对更健康合适的手机。

为了使基层质检人员经济快速的评估光源蓝光危害与节律效应, 测量了六种常见人工照明和三种显示器的光谱分布, 结合QB5型钴蓝玻璃片的透射率, 对九种光源透过QB5型钴蓝玻璃片的光谱分布进行计算分析, 研究了光源蓝光危害因子和节律因子与1931 CIE-XYZ色坐标Z值、 透过钴蓝玻璃片的主波长及明视觉光通量的关系; 以人眼对波长及亮度变化的分辨力为依据, 验证了以烛光为参照, 根据人眼透过QB5型钴蓝玻璃片观察到的光源亮度, 对光源蓝光危害与节律效应进行可视化评估的可行性。 结果表明: 九种光源的蓝光危害因子和节律因子均随色坐标Z值、 透过钴蓝玻璃片的主波长及明视觉光通量的增大而增加; 该可视化评估方法可行。 研究方法与结果可为光生物安全评估与相关仪器设备开发提供参考。

针对光生物效应重要性及复杂性问题, 提出一种生物节律因子的调光计算方法。给定三通道LED工作在额定条件下的光谱分布就能够实现任意比例的混合光源的照度、相关色温、节律因子的便捷计算。实验选用三种色温白光LED组成三通道光源, 基于脉冲宽度调制(PWM)原理进行三通道分时调光。在某一照明测试空间距离下, 先测得单通道独立工作时的光谱分布, 并通过调光计算方法得到三通道在任意比例下混合光源的理论照度、相关色温、节律因子; 再测得三通道光源在不同混合比例下的实际照度、相关色温与节律因子。然后将理论与实际计算所得的照度、相关色温、节律因子进行比较, 并分析误差。实验结果表明,照度、相关色温、节律因子的多条拟合直线与调光计算式所描述直线的斜率差异分别在6%、2%、3%以下, 截距差异分别在2%、5%、3%以下。用显著性差异检验来检验实际节律因子与理论计算所得节律因子的正态分布特性, 结果显示并无明显差异, 表明在给定各LED光源光谱分布的情况下, 调光计算方法不用通过测量混合光源光谱分布, 便能快速有效地计算出混合光源照度、相关色温、节律因子。