激光辐射源植物生长装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种激光辐射源植物生长装置，其包括保护外壳、纳米导光板、纳米涂层反光罩、半导体激光器、激光控制机构和电源；半导体激光器具有光电转化效率高、波长设置精准、可靠性高、便于控制等优点，其与激光控制机构配合使用，实现激光光强和/或时间可调，更利于植物高效生长。电源用于为激光控制机构供电，供激光控制机构正常工作。本发明专利技术提供的激光辐射源植物生长装置设计新颖，结构简单，经济实用；发射的激光波长及配比设置科学，激光强度和/或时间可调，以满足不同植物在不同生长阶段对光照强度和光照时间的需求，提高植物生长光合作用效率，促进植物高效生长，减少病虫害发生，从而提高产量和品质，具有较高的经济和社会价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及植物生长设备
，尤其涉及一种激光辐射源植物生长装置。
技术介绍
光环境是植物生长发育不可缺少的重要物理环境因素之一。光通过影响光合作用、光形态建成和光周期来调节植物的生长发育，由于所处气候带不同或季节变化等原因，有时候农作物不可避免的生长在弱光逆境中。近年来，我国包括北京在内的华北大部分地区冬季经历了长时间的雾霾天气，导致的低温寡照给越冬茬口设施蔬菜的种植带来了严重的生长障碍，甚至是毁灭性的打击，利用人工光源进行补光，帮助设施蔬菜快速、安全生长是一项必要措施。另外，随着国家政策扶持力度的不断加大，全国光伏温室项目也越来越多。也需要人工光源补光技术来补充光照。近年来大量出现的光伏温室也对作物造成较大的遮光影响。农作物长期的弱光生长会导致植株营养体不健壮、落花落果严重、果实发育缓慢、含糖量降低、产量下降、品质变劣等问题。当作物处在光补偿点以下时，叶片净光合产物积累量极少甚至为零，这严重阻碍了作物正常生长对光合产物的需求。植物生长对人工光源的要求体现在光谱性能、发光效率和使用寿命等方面。在光谱性能方面，既要求光源能保证植物光合对光质的需求，又要尽可能减少多余的无效光谱和能耗；在发光效率方面，要求发出的光合有效辐射量与消耗功率之比达到较高水平；在其他性能方面，希望人工光源的使用年限长一些、光衰小一些，性价比高一些。1957年，罗伯特·爱默生(R.Emerson)观察到，在远红光(波长大于685nm)条件下，如补充红光(波长650nm)，则量子产额大增，并且比这两种波长的光单独照射时的总和还要大。这样两种波长的光促进光合效率的现象叫做双光增益效应或爱默生效应(Emerson effect)。可以认为是远红光帮助了短波长的
光，或者是短波长的光帮助了远红光。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种激光辐射源植物生长装置，以促进植物的高效生长。为了解决上述问题，本专利技术实施例公开了一种激光辐射源植物生长装置，包括保护外壳、纳米导光板、纳米涂层反光罩、半导体激光器、激光控制机构和电源；所述纳米涂层反光罩呈凹面状，并具有一容置空间，且其上开设有多个通孔；所述半导体激光器的数量与所述通孔的数量相同，且固定于所述通孔内，并使得所述半导体激光器的发光端位于所述纳米涂层反光罩的容置空间内；所述纳米涂层反光罩固定于所述保护外壳内，所述纳米导光板固定于所述保护外壳的开口上，从而覆盖所述保护外壳的开口；所述激光控制机构与所述半导体激光器连接，用于控制半导体激光器所发射的激光光质、光照强度与光照时间；所述电源与所述激光控制机构连接，以对所述激光控制机构供电。可选的，所述半导体激光器包括发射紫外光的半导体激光器，其发射的激光波长为380nm；发射蓝紫光的半导体激光器，其发射的激光波长为405nm；发射蓝光的半导体激光器，其发射的激光波长为450nm；发射红光的半导体激光器，其发射的激光波长为660nm；发射远红光的半导体激光器，其发射的激光波长为730nm。可选的，所述激光控制机构包括控制器U1、驱动器和激光脉冲发生电路；所述控制器U1与所述驱动器信号连接，所述驱动器与所述激光脉冲发生电路信号连接，所述激光脉冲发生电路与所述半导体激光器电路连接。可选的，所述红光与蓝光的光质配比比例为(4～10)：1；所述红光与远红光的光质配比比例为(2～8)：1。可选的，所述激光辐射源植物生长装置还包括光照强度传感器，所述光照强度传感器与所述控制器U1信号连接。可选的，所述纳米涂层反光罩和纳米导光板均为方形。可选的，所述纳米导光板为外凸的弧形板。本专利技术提供一种激光辐射源植物生长装置，其包括保护外壳、纳米导光板、纳米涂层反光罩、半导体激光器、激光控制机构和电源；所述纳米涂层反光罩固定于所述保护外壳内，所述纳米导光板固定于所述保护外壳的开口上，从而覆盖所述保护外壳的开口；所述激光控制机构与所述半导体激光器连接，用于控制半导体激光器所发射的激光光质；所述电源与所述激光控制机构连接，以对所述激光控制机构供电。半导体激光器可发射5种波长的激光，有利于植物进行高效的光合作用；并且，半导体激光器具有光电转化效率高、波长设置精准、照射高效、寿命长及稳定可靠性高、便于控制等优点，其与激光控制机构配合使用，实现发射激光的强度和/或时间可调，以满足不同植物在不同的生长阶段对光照强度和光照时间的需求，更有利于植物的高效生长。电源用于为激光控制机构供电，供激光控制机构正常工作。本专利技术提供的激光辐射源植物生长装置设计新颖，结构简单，经济实用；发射的激光强度和/或时间可调，可以满足植物在不同的生长阶段对光照强度和光照时间的需求，提高植物生长光合作用效率，促进植物高效生长，减少病虫害发生，从而提高产量和品质，具有较高的经济和社会价值。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1为本专利技术的激光辐射源植物生长装置的结构示意图；图2为本专利技术的激光辐射源植物生长装置的结构示意图；图3为本专利技术的激光控制机构的电路结构示意图。图4为本专利技术的植物的光合作用吸收的太阳辐射光谱示意图；附图标记说明：1-保护外壳；2-纳米导光板；3-纳米涂层反光罩；4-纳米涂层反光罩。具体实施方式下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。实施例1请参见图1，该图示出了本专利技术实施例一提供的激光辐射源植物生长装置。该激光辐射源植物生长装置包括：保护外壳、纳米导光板、纳米涂层反光罩、半导体激光器、激光控制机构、电源和光照强度传感器；所述纳米涂层反光罩呈凹面状，并具有一容置空间，且其上开设有多个通孔；所述半导体激光器的数量与所述通孔的数量相同，且固定于所述通孔内，并使得所述半导体激光器的发光端位于所述纳米涂层反光罩的容置空间内；而且更优选地，所述纳米涂层反光罩为方形，所述纳米导光板也为方形，所述纳米导光板覆盖所述纳米涂层反光罩的开口，并封闭所述容置空间；此时当所述半导体激光器发光时，其一部分激光能直接通过纳米涂层反光罩之后向外发射；而剩余的部分通过纳米涂层反光罩反射后，也通过所述纳米导光板向外发射；从而利用均匀分散在纳米导光板中的纳米粒子的光散射效应，将激光的点光源转变为面光源，从而本激光辐射源植物生长装置的激光可照射范围变大，光源输出的辐照度更均匀；所述纳米涂层反光罩与所述保护外壳相连，有效提高光线全反射率和散射率，从而提高植物生长装置的激光光源的有效利用率，实现节能节耗。且本实施例中，所述半导体激光器可以设置为5种，并包括发射紫外光的半导体激光器，其发射的激光波长为380nm；发射蓝紫光的半导体激光器，其发射的激光波长为405nm；发射蓝光的半导体激光器，其发射的激光波长为450nm；发射红光的半导体激光器，其发射的激光波长为660nm；发射远红光的半导体激光器，其发射的激光波长为730nm。本实施例中，所述纳米涂层反光罩和半导体激光器均位于所述保护外壳内，即所述纳米涂层反光罩固定于所述保护外壳内，所述纳米导光板固定于所述保本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光辐射源植物生长装置，其特征在于，包括保护外壳、纳米导光板、纳米涂层反光罩、半导体激光器、激光控制机构和电源；所述纳米涂层反光罩呈凹面状，并具有一容置空间，且其上开设有多个通孔；所述半导体激光器的数量与所述通孔的数量相同，且固定于所述通孔内，并使得所述半导体激光器的发光端位于所述纳米涂层反光罩的容置空间内；所述纳米涂层反光罩固定于所述保护外壳内，所述纳米导光板固定于所述保护外壳的开口上，从而覆盖所述保护外壳的开口；所述激光控制机构与所述半导体激光器连接，用于控制半导体激光器所发射的激光光质、光照强度与光照时间；所述电源与所述激光控制机构连接，以对所述激光控制机构供电。

【技术特征摘要】
1.一种激光辐射源植物生长装置，其特征在于，包括保护外壳、纳米导光板、纳米涂层反光罩、半导体激光器、激光控制机构和电源；所述纳米涂层反光罩呈凹面状，并具有一容置空间，且其上开设有多个通孔；所述半导体激光器的数量与所述通孔的数量相同，且固定于所述通孔内，并使得所述半导体激光器的发光端位于所述纳米涂层反光罩的容置空间内；所述纳米涂层反光罩固定于所述保护外壳内，所述纳米导光板固定于所述保护外壳的开口上，从而覆盖所述保护外壳的开口；所述激光控制机构与所述半导体激光器连接，用于控制半导体激光器所发射的激光光质、光照强度与光照时间；所述电源与所述激光控制机构连接，以对所述激光控制机构供电。2.根据权利要求1所述的激光辐射源植物生长装置，其特征在于，所述半导体激光器包括发射紫外光的半导体激光器，其发射的激光波长为380nm；发射蓝紫光的半导体激光器，其发射的激光波长为405nm；发射蓝光的半导体激光器，其发射的激光波长为450nm...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓栋，
申请(专利权)人：陈晓栋，
类型：发明
国别省市：山西;14