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日志

黑科技!唯一的科学技术发明一等奖硅衬底高光效GaN基蓝色发光二极管 ...

热度 15已有 1072 次阅读2016-6-5 05:20 |个人分类:黑科技| 发光二极管, 科学技术, 一等奖

国务院20151216日召开国务院常务会议,批准2015年度国家科学技术奖励评审结果,2016年国家科学技术奖励大会将于1月在京召开。

      

       具有节能环保 意主的LED 照明 产业,是国内外重点发展的战略性新兴产业。国际上现有三条LED照明 技术路线,分别是蓝宝石 衬底、碳化硅 衬底和硅衬底GaNLED照明技术路线。其中,前两条技术路线分别是以日本和美国为主发展起来的,主要贡献者分别获得日美 两国最高科技 奖,蓝宝石衬底技术路线的三个主要发明人还获得了2014年度的诺贝尔 物理学奖,第三条硅衬底LED技术路线是由我国发展起来的,即为本项目发明成果。

      

       作为国家重点扶持,培育发展的战略性新兴产业——LED照明是新一代照明革命性技术的应用,具有节能、环保、高效等特点,尤其在传统能源、环境污染等因素制约的今天,LED照明产业无疑成为国家及社会所关注重点项目中的焦点。

      

       欧美LED产业缘何领跑

       在全球环保、能源危机的巨大压力下,半导体 照明已被世界公认为一种健康节能环保的重要途径,各国政府积极给予政策及资金支持,使其企业实现技术突破,加速LED商业化进程。

       日本早在1998年就制定了“21世纪光计划” ,并在1998-2002年间投入50亿日元开发白光半导体照明LED以及新型半导体材料 、衬底、荧光粉和照明灯具。根据日本政府出台的相关政策,2012年之前白炽灯泡必须退出市场,力促LED照明消费 量年增长200%以上。此外,日本政府还明确规定2006-2007年间企业或机构使用LED照明装置取代白炽照明装置,可获得投资额130%超额折旧,或者是投资额7%的税率减免。

       欧美国家对LED行业 的扶持力度也不小。欧盟启动了“用于信息通讯 技术与照明设备的高亮度有机发光二极管项目”,投资2000万欧元,有效提高有机发光二极管发光效率。同时,还开展联盟国全面禁止生产、销售白炽灯、荧光灯、节能灯,推广LED照明技术应用发展。

      

       经工业和信息化 部测试认证,我国“可见光通信系统关键技术研究”近日获得重大突破,实时通信速率提高至50Gbs(比特每秒),相当于0.2秒即可完成一部高清电影 的下载。

      

       据新华社消息,可见光通信 是利用半导体照明(LED灯)的光线实现“有光照就能上网”的新型高速数据传输技术。可见光通信技术绿色低碳 、可实现近乎零耗能通信,还可有效避免无线电通信电磁信号泄露等弱点,快速构建抗干扰、抗截获的安全信息空间。

      

       我国信息领域著名专家、中国工程院院士邬江兴介绍说,目前,全球大约拥有440亿盏灯具构成的照明网络,数百亿的LED照明设备与其它设备融合将构筑一个巨大的可见光通信网。可以设想,未来实现大规模可见光通信后,每盏灯都可以当做一个高速网络热点,人们等车的时候在路灯下就可下载几部电影,在飞机、高铁 上也可借助LED光源无线高速上网,满足室内网、物联网 、车联网 、工业4.0、安全支付、智慧城市 、国防 通信、武器装备 、电磁敏感区域等网络末端无线通信 需求,为互联网+提供一种崭新的廉价接入方法。

       邬江兴预测,在未来数十年内,信息的传输量将超出现有无线电频谱的承载能力,可见光通信技术可有效突破无线电频谱资源严重匮乏的困局,是具有广阔应用前景的下一代无线通信技术之一,可形成万亿级年产值的战略性新兴产业。


光的妙用 1瓦小小灯泡“拖”4台电脑上网

      

       可见光无线通信被称为lifi,是我们所熟知的wifi的近亲,以光的形式利用LED光线来进行数据传输。

      

       复旦大学公布了一项可见光无线通信的成果。复旦大学计算机科学技术学院教授薛向阳表示,国内LED光源正在大规模取代传统白炽灯。只要在任何不起眼的LED 泡中增加一个微芯片,便可变成无线网络发射器。研究人员将网络信号接入一盏1瓦的LED灯珠,灯光下的4台电脑即可上网,最高速率可达3.25G,平均上网速率达到150M,堪称世界最快的“灯光上网”。

      

       据外媒报道,lifi之所以被看好,是因为地球上的数据容量已经快被占用光了,电波通信带宽愈加拥挤,可用波谱截估计到2020年将会消耗殆尽。如今,lifi科技能够解决这些问题。

      

       与电波信号相比,LiFi的数据传输速度更快。

      

       可见光的光谱约比电波波谱宽10000倍,也就是说,我们的数据容量会得到拓宽。

      

       目前可见光谱不需申请许可,也就是说,利用lifi系统的网络更便宜,并且大量数据能够以零成本传输。

      

       与现有无线网络系统相比,lifi更节能。lifi系统可以利用光电二极管完成吸收能量及接收数据信号的双重任务,这使得lifi系统几乎不耗能。

      

       这是你能想象的一束LED灯光,就能打开一扇门

      

       相对于单纯的用可见光无线通信技术上网,南京邮电大学可见光通信实验室里,有不少“超炫”的可见光通信技术的运用。

      

       硕士研究生郭燕青一手拿着手机,对着一把门锁,轻敲手机屏幕,门锁打开了。其中的秘密,就在手机顶端的一盏缩小版LED灯上。这束LED光就是打开这扇门的“密码”。门锁旁边的一小块电子屏幕,便是能听懂且辨认密码的“守护者”。

      

       “这块电子屏内有个信号接收端,能接收并识别LED灯的信号。”郭燕青解释说,“可见光门锁”最大优势是安全,密码是光信息,不会被第三方窃取。记者了解到,这款可见光门锁成本约在100元左右,“如果以后批量生产也将大大降低成本。”

      

        wifi?打开LED灯照样上网

      

       没网络、没U盘、不用蓝牙,两台没“一丝关联”的电脑也能传输文件。

      

       记者看到,实验室桌上摆放两台笔记本电脑,两台电脑间有两块长方体灯板“相隔对望”,隔开约1米左右,两块灯板上各有一盏LED灯和一个透明的球状体。

      

       “两个球状体一个是信号发射端,一个是信号接收端。”实验室主任王永进教授解释说,当两盏灯点亮时,发射端的信号通过灯光传送到另一台电脑。记者看到,文件、图片在瞬间传递完毕。

      

       王永进解释说,让原本用于照明的LED灯“变聪明”的是一种智能芯片。“在LED灯中存入智能芯片后,接收端能读懂发送端的信号,并准确无误地传送给电脑。”如果将其中一台笔记本联入有线网络,另一台笔记本也能共享网络。

      

       在体验中,记者无意中把一块电板碰歪了,令原本“面对面”的两盏灯错开来,传输瞬间停止了。将电板复位,网络也随之恢复。“灯光是直线传播的,LED灯传播的信号自然不会拐弯,接收端偏离了灯光辐射的范围,信号就会中断。”

      

       王永进教授解释说,wifi信号散向四面八方,在任何一个房间都有网络信号,但LED灯光信号只能传输到灯光能覆盖到的地方。“如果我们把智能芯片植入室内LED顶灯中,能实现室内无线网全覆盖。用LED灯上网平均速率可达每秒3兆,在无线网络中传输速率是比较高的。”

      

       手机电筒能开音响,控制各种电器

      

       王永进还向记者展示了另一项试验:用LED灯控制音响。打开智能手电筒,灯光对准音响的一个亮光点,音响听话地播放起歌曲,用手遮挡住灯光,音响立刻“停工”了。王永进解释说,这是在手电筒上加一个“调制电路”,一头连接到手机上,就可以把手机上的音乐传递到音响上。

      

       “可见光通信技术已能根据不同需求进行定制服务。”王永进介绍说,通过灯可以控制家庭中所有终端设备 ,“这项技术已经比较成熟,很快有望走进普通家庭。”

      

       除了家庭中,可见光通信还可广泛用于高科技领域。人类在飞机、高铁上就能可借助LED光源无线高速上网。实验人员还向记者展示了一款“蓝光海底通信系统”。硕士研究生李青林介绍说,在海底,一般的信号会非常弱,换成“蓝光”威力大不一样,能探索海底未知领域,把神秘海底的影像清晰地传送回来。

      

       没灯?造块自带发光功能的芯片

      

       在没有LED灯的地方,可见光通信没了用武之地了吗?更高大上的技术还在后头!

      

       王永进教授表示,世界上首块“单片集成的光源波导探测器”不久前在实验室诞生了,这是可见光通信领域研究的重大突破。

      

       记者在实验室的保温箱里见到了这款探测器,表面看去和普通芯片没什么区别,最小的一片和大拇指盖一般大。王永进教授解释说,芯片上包括了LED灯源、波导、探测器。

      

       简单来说,就是把一整套可见光通信设备 缩小到一块小芯片上,所有信息的传输在这块芯片上完成。在放大镜下,记者看到芯片上隐约闪着有光点,“这些芯片在纳米台上制作出来的。探测器只有几百微米大小。”

      

       王永进解释说,未来我们可以铺设可见光通信光纤,“可见光通信网络有望将和3G 4G 网一样,成为一种网络制式,在5G时代为高速无线上网提供一种方式。”在更远的未来,“光电电子芯片集成的话,我们可以研制出高密度集成的光子计算芯片,包括我们的电脑的移动控制终端都可以在光电集成,未来纯粹的光子芯片来取代,计算机的运算速度都会大幅度提升。”

 

 

      国内涉及LED芯片 制造的公司有:

       600363联创光电    ★★★★★

       300323华灿光电    ★★★★★

       300102乾照光电    ★★★★★

       300303聚飞光电    ★★★★★

        300219 鸿利光电    ★★★★★

        002654 万润科技    ★★★★

        002449 国星光电    ★★★★

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鸡蛋
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发表评论 评论 (7 个评论)

回复 leekai 2016-6-5 08:51
可见光通信,这是觉得光污染不够重?
回复 猫元帅 2016-6-5 09:12
leekai: 可见光通信,这是觉得光污染不够重?
好像没有解决好遮挡的问题
回复 whoareU 2016-6-5 10:10
这是真的吗
回复 shijz 2016-6-5 12:19
好像速度不是很高,虽然可见光的频带比传统的无线电的频带宽,但可见光的频率调制好像不容易,仅调幅调制的带宽有限。
回复 seanz3 2016-6-6 06:49
不大靠谱,感觉还是在整点噱头骗国家科研经费而已。
回复 蓦然回首 2016-6-6 20:48
昨天看完这篇文章,我家客厅灯管坏了一闪一闪的,我就脑补是不是有人在用可见光通信跟我发暗号呢?
回复 梦醒时分 2016-6-9 07:50
厉害

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