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分享黑科技！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 twqltwql 2016-6-5 05:20; 国务院 2015 年 12 月 16 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 GaN 基 LED 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 灯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。” 没 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 ★★★★; 个人分类: 黑科技|1068 次阅读|7 个评论

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