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LED发明者谈LED的历史与未来

 2012-10-12 10:27:29 来源:《连线》 浏览量:0


  在50年以前的1962年,尼克·何伦亚克(NickHolonyakJr.)及其在通用电气的团队发明了发光二极管(LightEmittingDiode,LED)。虽然时至今日LED光已经几乎是无处不在——从桥梁到车头灯再到钥匙扣手电筒,都使用看起来比太阳还要明亮的LED光——但其最初的开发则充满了不确定性和彼此竞争的研究工作。在当时,LED是另一种开拓性技术——激光——的直接结果,而在随后的日子里,LED一直都在继续演进,现在已经成为我们家里的照明(装修效果图)光源,还被用来传输我们的数据。

  记者对现为伊利诺斯大学教授的何伦亚克进行了采访,向他询问了LED的历史,同时也讨论了LED的未来。以下是此次专访的内容摘要:

  问:LED最初取得的市场反应是怎样的?

  何伦亚克:当我认识到自己也走在开发LED的道路上的时候,我已经用自己制作的合金在可见激光领域中打败了整个世界。《读者文摘》(Reader’sDigest)的一名编辑在1963年2月份给我打了电话,指出了一个事实,那就是LED最终将覆盖整个光谱,成为白光的来源。那就是当时发生的事情,但我觉得这件事情发生的时间像是远没有50年那么久。

  问:激光?

  何伦亚克:当时有很多猜测认为,光可能无法具有相干性,就像是微波信号一样;或者,如果光能具有相干性,人眼也可能看不到,因为在此以前人眼一直都只能看到非相干光。

  虽然其他人都认为红宝石不能成为一种光源,但一位名为希欧多尔·梅曼(TheodoreMaiman)的科学家当时提出了一个想法,即红宝石能被用作微波激射器,但没人曾利用红宝石制作出激光。他最终取得了成功,我想那应该是在1960年5月份,当时他演示了一束激光是如何生成的。在他展示了第一束激光以后,所有一切都开始挣脱樊笼。

  在1962年,罗伯特·莱迪克(RobertRediker)领导下的麻省理工学院的林肯实验室(LincolnLaboratories)称,他们制造了一种能发射许多自发光的二极管,而且能使用这种二极管来发射红外i线信号。当他们在该年7月份召开的一次会议上发布有关这种二极管的报告时,我们许多人都说,是否有可能将其变成相干光,比如说激光?

  问:这与梅曼已经做过的事情有什么区别吗?

  何伦亚克:就梅曼的激光而言,那是一种类似于在照相时使用的闪光。你可以释放出一束强烈的白光,然后这束白光被红宝石棒吸收,然后红宝石棒把所有红色铬原子都提升到更高的状态,再释放出来,就变成了一束激光。那是一个初级过程推动次级过程的程序。你所看到的所有光线都是热源,而热能让原子轻轻震动,从而释放出某种光线。与其说它是照射器,倒不如说是加热器更好一些。

  我所说的激光则是从一端进入,然后从另一端出来的光线,在这一路程中它本身就是光线生成器,那就是二极管激光。

  问:最初的LED有多大?

  何伦亚克:非常小。当然,你可以让其变得更大一些,而且人们也已经这样做了。你知道,在半导体能应用的领域中,半导体总是会胜出,横扫普通的电子产品。

  问:当时的LED看起来跟今天很像吗?

  何伦亚克:你今天所看到的LED是处在一个价格低廉的平台上的,但那只不过是一种形式而已。实际上,LED能以各种各样的形式制作出来,品种和几何图形都能有所不同。

  问:我们还能做些什么?

  何伦亚克:还能做很多事情来让其变得更加合适。我们仍在寻找更好的方式来制造晶体,进行化学研究工作,让所有事情都各就其位。

  我在通用电气制作了第一块合金。后来我又制作了其他一些半导体合金,它们变得更好了——那就是你现在可以看到的合金,它们能发出红橙色的光,然后是黄色的光。然后,其他人改用其他形式的合金,能让其发出蓝色的光;但在将蓝光转换为绿光时,他们遇到了更大的困难。而且,还没有人能非常好地解决获得黄光的问题。

  问:但在经过这些发展以后,LED已经成为了主流使用的光源。

  何伦亚克:从整体上来说,LED正开始接管照明市场,从特殊照明到所有类型的照明都是如此。就现在而言,整个世界都在使用形式和颜色各异的LED。

  问:那么,我们将会看到LED的使用量继续增长吗?

  何伦亚克:你可以只把LED视为一种光源,但也可以让其以激光的形式出现,用在外科手术和光敏化等领域,而你不能用一个电灯泡来做到同样的事情。那就像是说,我要把一个用真空管做成的心脏起搏器放在一个病人体内——那只能是个玩笑。

  你能用LED来制作一系列东西,无论是在医药、仪器还是汽车领域中都是如此。有些汽车公司已经完全做到了汽车上的所有车灯都是发光二极管,这使得无论是车头灯、尾灯还是指示灯都无需更换,因为LED灯能持久使用。

  而这并不是尾声,实际上从某种程度上来说,LED正处于“婴儿期”。虽然从时间上来说LED早已过了婴儿期,但我的感觉是未来它还要再走很长很长的路,就此而言则还是处在婴儿期中。

  问:你还在从事这项工作吗?

  何伦亚克:不,我和我的合作伙伴有其他事要做。在晶体管中有一种粒子流原本是无用的,但现在也已经变成了一种光发射体,也就是激光信号,所以现在我们拥有了两种形式的信号,能成为新一代芯片的组成部分。

  光学信息的传播要好于电子信息。电子会在从一个地方转移到另一个地方的过程中失去力量,而光学信号则要好得多。光学信号也能用来制作一种芯片,但这是需要10年、20年、30年甚至是40年的不懈努力才能做到的事情。

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