原理表述

(1) 光子的能量与其波长成反比并由下式给出            
E=ch/λ……（1）            
式中：E—光子能量，单位：mj/mol             
c—光速。              
h—planck常数。              
λ—光波波长。
从上式看光子能量与波长成反比即波长越短，能量越高。
目前我们用到的为以下常用波段
UVC  波段  λ=254nm    E₂₅₄=472kj/mol VUV 波段   
λ=185nm，  E₁₈₅=647kj/mol   
λ=172nm    E₁₇₂=696kj/mol
而断开氧气O2分子链所需的能级为 493.6 kj/mol 即  
λ=185nm波长可实现。即可产生臭氧。
但自然界大气层以内没有这一波长的光必须人工产生即本项目的特种紫外光源。

(2) 光谱的产生分三种类型。
● 原子光谱   往给为多根单谱线原子中电子能级变动产生.
● 分子光谱    连续宽谱线
● 准分子光谱  窄宽谱线
(3) 利用时域上宽谱线相对于频域上为窄谱线。近似单色，如反频域上宽谱线，相对应时域上窄谱线。即窄脉冲。
(4）本项目的目的，即利用上述基本原理，优化谱线配置，合理选配能量分布，同时在硬件上合理选择原材料及其处理工艺。并根据工艺要求设计专用的实验生产设备。
项目的总体技术思路与创新
(1) 合适的光波谱线
(2) 设计，选择，设计合适的光源，能高效的产生大功率的光波。
(3) 根据不同的目的与目标把有限的能量“聚焦”到目标上，从以下三维入手   
1） 空间域聚焦，比如激光。   
2） 时间域，“原焦”如高能量脉冲光，把能量集中一个时间点。             
3） 频域（波长）“聚焦”把能量集中到一个窄的谱线上，如细菌病毒只对入=265NM的光波敏感。水处理就技术领域属紫外光波范畴（主要指UVC,UVD波段-即短波紫外及真空紫外波段）该波段光线可由太阳产生但它只在宇宙空间存在。
根据光波能量公式光子能量与波长成反比，由于其波长短故具有极高的能量足可以杀灭现有的病毒、病菌、微生物以及独立或与其他技术结合能有效的降解危害人类的相当一部分有毒有害物质。但不幸的是它也危害到人类，使其无法生存。有幸的是地球大气层特别是臭氧层对这一光波具有强烈的吸收功能把它全部拦截在地球以外的宇宙空间。而只让那些大部分对地球上人类及万物有用的并赖以生存的光波进入地球。才使地球成为具有生命的星体存在。
那些危害人类的细菌病毒在阳光下就已很难存活和繁殖，如果能把类似宇宙空间的波长更短的光波用人工的方法来生成，并以此关键技术与产品为核心开发出系列系统应用产品。使其达到节能、高效率、高性能（杀菌消毒，降解有害污染物等）的目的，同时对于人类又是安全的。这便是本项目立题的宗旨。

本项目的应用领域为环境保护。具体为水的污染治理。这是一个多学科跨专业的系统工程。紫外技术是其中的手段之一。除此之外还有其他的方法如化学法等。在饮用水、中水、污水、游泳池等杀菌消毒领域广泛使用的氯气及氯族类产品仍为当今国内外主流手段，特别是国内几乎占到绝大多数。但随当今技术的发展逐渐发现它的弊端，其中的多种副产物均含对人类致癌、致崎，给生态系统带来严重的后果。故发达国家在该领域已逐步采用紫外技术。由于它的高效无二次污染呈快速增长之势。我国随之新的饮用水标准于2012年7月后进入强制执行期的到来必然引发紫外技术的巨大需求。
通过紫外光源、光源电源、水处理系统三大领域的创新，使紫外技术在杀菌、消毒领域成为主流技术；实现以紫外技术为核心的复合技术系统成功地进行水污染的有效治理。
由于水污染和缺少安全供水设施，全世界有10亿多人口无法得到安全用水。我国30年来工业高速发展的同时，环境付出了沉重的代价。水资源的过度消耗使我国成了贫水的国家。同时污染的排放使水质严重下降并直接危害到我国人民的生活与健康。我国政府对此给予了高度重视。在十二五规划中各部委都制定了具体时间表到2012年7月将进入饮用水质新标准的强制执行期。其新标准水质指标由原的35项增至106项并修订了8项，同时对于污水的排放在环保部门规划里也给出了具体指标；并要加大监管力度。十二五规划将“喝上干净水”提到了关系民生和安定的战略高度。水的“达标”势在必行，紫外技术在杀菌、消毒领域独到的功效和环境友好型；完成水的“达标”有着不可替代的竞争优势。

紫外技术将成为杀菌、消毒领域的主流技术：
目前，给排水消毒方法可分为两大类，即化学消毒法和物理消毒法。化学消毒法有加氯消毒和臭氧消毒等；物理消毒法有紫外线消毒等。化学消毒法一般都会产生消毒副产物，加氯消毒工艺中的余氯对受纳水体中的鱼类等生物有毒，而且发现并确认了氯消毒等化学消毒方法会产生如三氯甲烷(THMs)等致癌、，致畸变的副产物；紫外线消毒技术为物理消毒方式的一种，具有广谱杀菌能力，无二次污染，由于环保的要求，预计今后有条件的污水处理厂中将会采用紫外线消毒，并成为取代传统化学消毒方法的主流技术，因此紫外技术在水处理领域存在着巨大需求。

赶超世界先进水平，替代进口 紫外线消毒法最早应用于美国(1970年美国环保局完成了第一个污水紫外线消毒的示范工程)，现已在美国和加拿大普遍应用。紫外技术经过30多年的发展，已经成为成熟可靠高效环保的消毒技术，在国外许多领域都得到了广泛的应用。紫外线消毒技术是国际上90年代末兴起的最新一代消毒技术。在水处理领域有广泛的应用，它集光学、微生物学、电子、流体力学、空气动力学为一体，具有高效率、广谱性、低成本、长寿命、大水量和无二次污染的特点，是国际上公认的21世纪的主流消毒技术. 杀菌消毒是紫外线技术在水和废水领域中的主要功用。在我国许多工业都非常需要将紫外技术应用到水处理系统中，如食品和饮料业、制药业、化妆品业、保健品业、高端制造业、高新技术产业等等。目前我国的应用推广与国外相比有很大的差距，少数工程的应用其核心技术与核心部件都依赖进口，自主知识产权的科研成果因缺乏足够的研发投入和政策支持而得不到快速发展，也影响了现有成果的转化。面对我国当前环保形势带来的巨大需求,国外同行大有抢滩中国市场之势，作为励志在紫外技术作出贡献的科技型高新技术企业，为了早日替代进口，急需加大加快对紫外技术在水污染治理上的研发投入力度。面对我国水污染的严峻形势和新水法的即将实施，本课题的确立恰是符合当前形势的需求.

紫外核心技术创新，发展民族工业，参与国际市场竞争。 
(1) 国内紫外水处理行业相对落后。大多处于简单集成状态。最终性能受到紫外光源及电源水平的制约，技术上难以有所突破。通过对核心技术特别是核心部件的技术创新，使适用专业水处理的新型、高效、高性能光源及电源成功开发将带动国内该领域的快速发展。最后并成为解决水污染治理的突破口；因此立项也是技术发展和行业走向高端的需要。
（2）引进新型纳米材料以及新石英材料（光源的关键材料）的改性工艺。可使现有光源寿命获得较大提高。降低运行与维护成本并有利于未来的该产业系统产品的普及形成战略新兴产业和民族工业的振兴。

主要创新点：
（1）目前国内紫外行业，都在产业链的某一环节孤立运作，限制了技术的发展。因这一领域专业、行业跨度很大，彼此不了解。单一技术领域开发很难组成具有一定水平的应用系统，以及关键部件特种紫外光源及电源的研发很难满足系统的要求。反过来从事应用系统的企业不了解前者技术，很难提出确切的要求并与之匹配；而且光源电源又是与光源行业不同的另一领域。三家协调更为复杂。而且系统企业现有体制很难保证光源与电源的成果为系统企业独享，知识产权也不能得到有效保护。紫外技术的核心内容：光源、电源、应用系统。既是三个不同的行业；之间又有着非常密切的匹配关系，只有“三合一”（或N合一）的体制由一家企业完成全部产业链，才能做到产业链中各关键环节的最佳匹配，才能克服各环节协调中的突出矛盾，使紫外技术创新进而得到快速发展。国外同行的大型企业成功的经验已证明了这一点。为尽快赶上并超过国世界先进水平，就要做产业链，就要体制创新。只有体制创新；技术创新才有组织保证。九年的体制创新实践我们感悟到“三合一”的产业链科研体制是支持紫外技术创新的正确之举。
（2）技术创新
* 光源创新： 研发新光源(脉冲光源、无极光源、大功率紫外光源及适用于水处理的特种光源)
* 电源创新： 研制配套的光源电源并实现与光源及系统的最佳匹配。
（3）系统创新：
1) 系统设计中，产业链中的三个部分实现最佳匹配；并保持同步
2）系统设计中，追求较好的杀菌、消毒效果，坚持紫外核心技术与其他适用技术的复合。
3）利用已有的研发成果（自主研发的各种传感器、专用电路、检测系统等）实现系统的智能化。

国内现状与趋势 由于环保的需求，
紫外技术将成为水污染治理及杀菌、消毒领域的主流技术与发展趋势。

(1)国内发展现状远落后于国外发达国家，自有知识产权少。基本处于国外大公司代理，技术支持与服务地位。即便有自己的产品，也多属低水平的集成。 特别是一些高性能的核心部件-光源与电源，主要依赖进口。尽管国内有一些较大的公司也有同类产品；但不是其主营产品（主营照明光源）；其产品与技术与国外仍有较大距离，很难适应水污染治理的需求。
(2)国外发达国家在紫外应用领域已有几十年历史，通过不断的并购已逐步形成有上中下游产业链的跨国公司，并垄断了国际大部分市场。现正进军中国预抢占国内高端市场。
(3)国际上紫外水处理系统已逐步进入多样化（针对不同应用对象），大型化·专业化·自动化。其核心部件光源与电源向大功率，高效率，高性能方向发展。
(4)新型光源及电源在发达国家如德国，英国，美国已进入系统产品应用中。但更新型的核心部件光源，电源产品则基本上是由中小企业及院校承担，目前尚处于开发阶段，距产业化尚有距离。

国内现有技术基础

(1)紫外水处理系统技术，大都在仿制，消化吸收阶段，但大专院校在理论方面有所发展，已逐步形成体系，在大学里都设立了环境专业，但就紫外技术方面相对偏弱，产、学、研合作在这一领域相对偏弱。
(2) 紫外光源及电源特别是专用于水处理系统的产品虽有技术成果，但应用研究成果很差，使“成果转化”还停留在理论上，无法实现工程实践中的效果指标和环保的‘达标’；加强‘应用研究’势在必行。
（3）尽管也有些大型上市公司做光源，但其主营仍以照明光源为主，对用于水处理的紫外光源及新型光源研发投入不够。主要是市场未形成。这与国家标准及环境标准及强制力度不到位有关。十二五规划的出台，将会迅速改变这一现状。
(4)对发展水处理系统及光源。国内由于制造业的高速发展具备了良好的工业基础，相对国外较低的成本及原料，生产设备及配套优势，对该产业发展具有较好的基础。
(5) 该领域院校及科研单位在基础研发上，具备一定基础，对应的周边领域已相对比较齐全完善；但研究方向不够明确与产业链，及企业结合欠缺。今后通过产业链的带动。走产、学、研结合之路。对我国在这一技术领域的技术发展十分有利。   已有的研究开发经历 航天宏达自2003年起，紫外技术的研究经历17年，起步于当时国外引进紫外辐射光清洗技术，经历从系统集成开始.发现核心部件，特种紫外光源及电源无法解决，国内技术指标达不到，进口遭到“禁售”。国外的封锁，使我们不得不励志自主研发，从核心部件光源开始研发最终转入系统研发的过程。
(1) 03-04年，重点突破特种紫外光源
(2) 与之配套同步进行的光源电源（电子镇流器的研发）
(3) 生产试验设备的研发。
(4) 光源检测设备的研发——真空紫外光谱仪。
(5) 紫外辐射光清洗机的研发
(6) 05-07年光等离子空气净化器研发
(7) 08-09年紫外油烟净化系统的研发
(8) 10年-启动水处理及为解决国际生物入侵问题的“船舶压载水系统”的研发。
这其中包括：    
a． 水处理系统关键件的研发，各种测控传感器的研发，计算机控制单元    
b． 配合压载水大功率电源的研发。     
c． 大功率中压汞灯的研发     
d． 压载水测试系统研发。
(9) 项目期间根据不同阶段穿插，特种光源生产实验设备的非标设备的研发。已取得的科研成果  

(1) 研发了用于特种光源检测的关键设备-真空紫外光谱仪。可测  50-300nm光波。使其成为特种紫外光源关键的检测设备。国内同行不具备（国内仅有几台进口设备大都用于航天，核工业领域）。
(2) 开发了用于特种紫外光源的专用实验生产设备（市场上买不到的）。
(3) 开发了用于光化学领域大功率300W紫外光源。已用于大型舰船装备，及军事紫外通讯，及新型有机薄膜光伏材料（多所大学，中科院等研发机构在用）等领域。解决了现代材料的表面处理难题。此外还用于半导体行业外延检测晶片改质处理新工艺。替代原化学法，极大的提高了用户的经济效益。该项技术获发明专利授权，将该技术移植到水处理应用中是有基础的。（核心技术有其共性，只是应用对象不同而已。）
（4）公司开发出的专用系列特种紫外光源已成功用于空气处理领域。芬兰Biozone百屋纯品牌空气净化器公司放弃了原国外供应商而选用我们的核心部件达10年以上。用于空气净化器的核心部件已进入国际先进行列。
（5）已将该紫外技术应用于空气污染治理及各项产品杀菌消毒效果等某些指标已超过国内同行。 该产品消毒效果通过了多家国家级检测单位——中国疾控中心、军事医学科学院，国家环保产品检测院）等杀菌消毒效果检测
（6）其核心部件-光源及电源的多个品种已通过欧洲认证。
（7）公司系统产品及核心部件，已获受权专利十项，已授权知识产权。
（8）公司紫外系统产品及关键部件 ，已获多项国家奖励
（9）二项产品北京市自主创新产品证书并列入政府采购目录。
（10）2007年组建了‘紫外技术研究院’（经工商注册并被北京市科委认定 为“北京市科研机构”）
（11）2011年同国内一家电光源院校签订了产学研协议，并成为他们的实习基地，挑选优秀毕业生加盟企业，聘请在外企（国外同行名牌企业）任职多年的电光源专业技术骨干出任实验基地的负责人，为赶超世界先进水平做好准备。
（12）培养了一批在紫外产业链中担负重任的跨专业、多学科，老中青相结合的骨干团队。特别是产业链中三个部分的研发人员和有一定经验并具备动手能力的技师队伍。
（13）与相关专业的大学、科研机构及业内知名专家、学者等建立了密切的合作关系。为支持学校的基础研究，多年来长期为其无偿提供光源试验样品；与相关专业的科研机构建立了优势互补的良好关系并具备了一定的资源。如： 清华大学环境学院教授水处理专家国际紫外协会理事-刘文君 清华大学环境学院教授博士生导师-张彭义 复旦大学电光源专家（鼻祖），复旦大学副校长，电光源研究所所长-蔡祖泉教授， 复旦大学电光源专家-朱绍龙教授 北京理工大学张忠廉教授、唐邑博士。 中国石油大学袁桂梅博士等。

科研条件与研究开发队伍现状

科研条件
（1） 从组织机构上建立了以紫外技术为核心的研发、试验小批生产体系，促进了多专业领域的研发团队。包括紫外应用系统的设计团队、特种光源的专业研发团队、光源电源专业研发团队及具有丰富实践经验的技师团队。

（1）经多年积累与投入建立起了现代化的具有1200平米的中试光源、电源生产试验基地。
（2）自主研制成功了具有小批生产能力的实验生产线。
（3）自主研制成功了光源及光源材料的检测与开发用关键仪器—真空紫外光谱仪；此项填补了国内行业的空白。为筹建国家重点实验室创造了条件。
（4）组建了光源电源、应用系统研发实验室；具备了适用项目的数十种仪器和设备等，具备了较好的研发条件。
（5）历经多年建立了与各种专业院校，科研单位及光机电等专业配套的供应商等联合体系，实现人力加工与实验条件的互利，特别是航天系统各研究院所有着广泛合作。