“重庆造”“不带电”的灯走进故宫

◇ 文 |本刊记者 胡 婷 图 |游 宇 受访者提供

从钻木取火开始，人类再没停止过对照明的探索。从火、烛、油到电，从最初的实用，到后来的安全、节能、环保。如同水能载舟亦能覆舟，电也有一枚硬币的两面。然而重庆有位照明工程师研究出来的灯，让电在照明时真正实现了零危险，就连故宫也将这种重庆造的灯请进了毓庆宫，夜游故宫变成了现实。未来，这种“不带电”的电灯或许能照亮世界每一个角落。

Human has never stopped exploring light since the practice of drilling wood to make fire. Light from fire, candle, oil and electricity signifies the change from practical use to safety, energy conservation and environmental protection. Electricity is double-edged for it benefits human but it also brings up risks.However, an illumination engineer in Chongqing has made riskless electric lighting possible. This kind of lamp is used in Yu City Palace in the Imperial Palace, which allows tourists to visit the Palace at night. In the future,this riskless lamp may light up every corner of the world.

冬夜里，重庆颐尚温泉的水池里灯光星星点点，格外美丽。以往，水里有灯的地方就有漏电的风险，不让人靠近。而现在，即使人在水里碰到了这些灯也不用担心，因为它们不带“电”。

这项“黑科技”的核心是光电分离。通俗地说，在发光的“灯泡”一端没有电流存在，也不用担心发热。

十三年前，因为一次事故，工程师杨仲奎开始钻研这项技术，十多年来，他带着团队试验了十万多次，终于有了成果。

放在水里的电灯 Electric Light under the Water

在重庆光遥光电设计有限公司实验室，我们见到了杨仲奎。他手里正拿着一款带USB接口的小夜灯，外观是一根手指粗细、约20厘米长的橙色半透明塑料软管。“这是新做的样品，如果没问题，一月份就正式投产了。”杨仲奎边说边将小夜灯插入了电脑的USB插口，小夜灯亮了起来。

“你们看看这款灯有什么特别的？”杨仲奎卖起了关子。透过半透明的“软管”，只见光线从USB接口处一直延伸到了软管的另一端。杨仲奎笑着示意我们摸一摸灯管。

“它没有电，可以用手直接触摸。”我们心里咯噔了一下，直到杨仲奎说出“这发光的灯管是一根光纤，光纤是不带电的”。原来，小夜灯运用的是杨仲奎研发的光纤传导照明系统技术。传统的照明是通过电线将电流导至灯泡后发光，光纤传导照明则是将电留在了起点，让光线沿着光纤“跑出去”。

光纤传导照明系统包括光电箱、光纤、出光端三个部分。光源采用激光、LED光或自然光。在光电箱里，光源散发出的光线通过“准直耦合”技术聚拢，再导入光纤传导，最后，光线在“灯泡”“灯管”等出光端发出时，早已经和电流分了家，安全性自然有了保障。

放置在我们面前的小夜灯造型小巧别致，它的光电箱实际上就在USB接口前端，比一个指甲盖略大，软管内是负责导光的光纤。一个多小时过去，整根灯管摸上去并没有发热。

在杨仲奎的试验室里，同样原理的台灯被放在鱼缸里，鱼儿自在地游来游去，没有一点异样。普通人家就能使用上这种触不到电的台灯，已经指日可待了。

工程师的“想象力” The Engineer’s Imagination

杨仲奎的光纤传导照明系统本源上是依托“激光照明”，而市场上，第四代电光灯源的代表蓝光LED灯仍是主角，这是不争的事实。不过，LED灯在高效地将电能转化成光能时，产生的热能也不小，因此大部分LED灯都会加装散热装置，这也增加了LED灯的整体重量。

十几年前，一次事故让杨仲奎坚定了挑战LED灯的决心。

2005年，杨仲奎还在一家灯具公司上班。有一次，他负责一个大型展厅的灯光照明工程。“当时一颗展厅专用的18瓦LED灯散热装置就重达两公斤。整个展厅共有6290 只灯，散热装置的重量就有一万四千公斤。当所有灯泡安装上去时，整个展厅的吊顶就坍塌了。”那时起，杨仲奎开始琢磨，如何将灯的发光端和发电端根本性地分离，解决LED灯因散热装置过重而引起的工程安全问题。

2006年，他带着团队，几乎天天泡在实验室里，从早上8点到下午5点，只给自己一个小时午饭和休息时间, 其余时间都在试验。他想到的办法是颠覆电线导电，改用光纤传导光。最大的难点是，光源通过灯光准直耦合后产生光线并聚合成光束，此时光束的直径会变小，能达到200-600微米，光的直径越小，热量越高，甚至能把衣服烧穿。负责传导光的光纤材质不同，对光线的“耐热”能力不同。杨仲奎的团队做了十万多次试验，才最终掌握了选择何种材质的光纤与何种直径的光束匹配，从而发出最安全、最有效的可见光。而这一套系统里，包含了50多项专利技术。

演示小夜灯时，我们发现他手上密密麻麻的疤痕，原来这些都是试验时，被灼热的灯光烧伤留下的。回想十年的科研经历，杨仲奎认为靠的是“想象力”。“如果当时吊顶坍塌时我只是加装一个加固装置，不想想怎么从根源解决问题，也就不会发明光电分离这项技术。”

“夜游故宫”或将实现 Visiting the Imperial Palace at Night May Become Reality

2016年，诺贝尔物理学奖获得者、LED照明的标杆人物中村修二大胆预测，未来十年，激光照明将会代替LED照明。这让杨仲奎和他的团队很是兴奋，更让他自豪的是，他们研发的光纤发光可以达到照明级别，“目前来看，国内专利库检索没有发现类似的产品应用，国内应该还没有第二家企业可以做到。”

光纤传导照明系统推出后，引起了北京故宫的兴趣。故宫的建筑基本是木结构，北京空气比较干燥，如果在建筑上安装照明设备，一旦线路老化短路，很容易引发火灾。光纤传导照明系统能保证“有电的地方没有光，有光的地方没有电”，不带电、无热量、无电磁辐射，于是承担起了故宫毓庆宫的夜游项目照明。

故宫方面表示，效果好的话，后续所有的夜游项目都将交给重庆光遥制作。不久，人们就可以期待“夜游故宫”了。

眼下，国家质检总局正在制定文物照明标准，重庆光遥光电节能科技有限公司也有幸参与了这一标准的制定。

克服了导电发热的问题，可以有效减少光辐射对文物的损害，再加上维护成本的降低，可以预见，光纤传导照明系统在文物照明、建筑照明，以及存放易燃易爆物的场所等都有着巨大的应用前景，在医学、教育、体育、交通、农业、商业、家庭等领域都有用武之地。