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導(dǎo)讀:根據(jù)這項協(xié)議,于規(guī)范的五年期間,肯尼迪航天中心將會依研究需求提供資源及協(xié)助,以利可見光通訊以及照明系統(tǒng)研究發(fā)展的拓展。
激光發(fā)明至今超過半世紀,然而礙于技術(shù)問題,始終難以制造出白色激光光束,如今終于有了新突破!據(jù)國際期刊《Nature Nanotechnology》最新刊載內(nèi)容,美國研究員成功發(fā)明了白光激光裝置,涵蓋可見光波長范圍的所有光。白光激光未來可用于顯示器、固態(tài)照明、可見光通訊等重要領(lǐng)域。
激光在過去50多年來已發(fā)展出各種顏色,唯獨白色例外。這類激光只能放射特定波長的光并呈現(xiàn)單一色彩,無法合成白光激光。要達成這個目標,必須制造出能同時放射紅、綠、藍三原色光的單一結(jié)構(gòu),但要成功生長異質(zhì)結(jié)構(gòu)、互相不匹配又緊鄰彼此的晶體相當(dāng)困難,很容易導(dǎo)致所有材料產(chǎn)生嚴重缺陷。
納米薄片半導(dǎo)體合金奏效,同時激發(fā)三原色組成白光
現(xiàn)在這個關(guān)鍵問題總算出現(xiàn)解方。美國亞利桑那州立大學(xué)(Arizona State University)研究員發(fā)明納米厚度的半導(dǎo)體合金“ZnCdSSe”,由鋅、鎘、硫和硒所構(gòu)成。研究員在其生長階段會隨時調(diào)整溫度和相關(guān)條件,并掌控所有材料在各個階段中的相互作用,以確保晶體能夠并存。
異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米薄片之生長過程示意圖(圖片來源:《Nature Nanotechnology》)
該納米薄片分成三部分,經(jīng)光脈沖激發(fā)時會分別產(chǎn)生紅、綠、藍等色,繼而組成白色。研究員能針對個別分部使用與調(diào)整光脈沖,控制各分部的發(fā)光強度。白光激光技術(shù)所涵蓋的色彩,比起一般光源多了七成。
納米薄片各部分所放射出的色彩合成效果(圖片來源:《Nature Nanotechnology》)
白光激光將成替代性光源,效能優(yōu)于LED
激光技術(shù)可望取代發(fā)光二極體(LED)成為主流光源,相較于LED 照明每瓦150 流明的發(fā)光效率來說,激光可達每瓦400 流明,比LED 更光亮也更節(jié)能。而白光激光技術(shù)也可用于顯示器,呈現(xiàn)更精確鮮明的色彩。此外,可見光通訊也是另一項重要應(yīng)用。
當(dāng)前主要以LED 發(fā)展Li-Fi 技術(shù),其數(shù)據(jù)傳輸速度比Wi-Fi 快十倍。隨著白光激光出現(xiàn),也有望進一步發(fā)展Li-Fi 技術(shù),估計其傳輸速度甚至還要比LED 快上十倍到一百倍。
目前科學(xué)家尚在研究激發(fā)激光的方法,希望未來能以電力取代光脈沖。
盡管白光激光技術(shù)還沒辦法在短期內(nèi)實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用,總是為相關(guān)技術(shù)發(fā)展跨越了一大步,相信在不久的將來便能逐一落實應(yīng)用。
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