LED光芒照徹廣州亞運(yùn)

　　亞運(yùn)廣州，激烈的賽場(chǎng)外，最引人注目的也許就是珠江兩岸流光溢彩的LED燈飾了。

　　高塔大廈外閃爍變幻的圖案和壯觀的LED電子墻，讓古老的城市驚艷登場(chǎng)，重現(xiàn)絕代風(fēng)華。

　　LED的光芒照徹全城，它是夜廣州真正的主角。

　　LED的功用當(dāng)然遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止裝點(diǎn)浮華，營(yíng)造幻夢(mèng)。

　　凝聚著光的力量,它正在堅(jiān)定而深刻地改變著我們的生活。

　　作為人類高科技的典范，作為21世紀(jì)的綠色光源，它前途燦爛，它將無(wú)處不在。

　　1

　　藏在燈里的秘密

　　人類學(xué)會(huì)用火，也就學(xué)會(huì)了用火光照明;如果說(shuō)愛(ài)迪生發(fā)明電燈是革命性突破的話，那么LED的發(fā)明，就是另一次革命。

　　用中科院半導(dǎo)體研究所副研究員陳雄斌博士的話說(shuō)：“它是最理想的光源，不僅最絢麗，而且最具有效率、最節(jié)能。”

　　LED，英文全稱Light Emitting Diode，中文學(xué)名“發(fā)光二極管”。它的革命性意義在于，它不靠熱量發(fā)光，而是靠半導(dǎo)體材料電子躍遷現(xiàn)象發(fā)光，因此能量使用效率極高，理論值可達(dá)90%。

　　與普通燈具稍作比較，就可以看出LED燈的不凡之處了。

　　發(fā)光效率的單位是“流明/瓦”，意思是，消耗一瓦的電功率能產(chǎn)生多少流明的光通量，這個(gè)值當(dāng)然越大越好。白熾燈大約是10—20流明/瓦，日光燈一般在50—70流明/瓦，而LED燈呢，實(shí)驗(yàn)值高達(dá)200流明/瓦，目前投入商用的也達(dá)到了130流明/瓦，發(fā)光效率特別高!

　　再看使用壽命，白熾燈一般可使用1000個(gè)小時(shí)，節(jié)能燈可用6000個(gè)小時(shí)，日光燈可用1萬(wàn)個(gè)小時(shí)，而LED燈，可以達(dá)到2萬(wàn)—10萬(wàn)個(gè)小時(shí)!

　　在安全性上，LED使用低壓電源，供電電壓在6-24V之間，這是比高壓電源更加安全的電源，特別適用于公共場(chǎng)所。

　　從環(huán)保方面說(shuō)，它的環(huán)境友好性最強(qiáng)，日光燈含有汞的蒸汽，是有毒的，LED燈基本上不含有毒物質(zhì)，對(duì)環(huán)境的損害最小。

　　這些優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)足夠使LED占據(jù)照明領(lǐng)域制高點(diǎn)了。

　　LED，不是沒(méi)有缺點(diǎn)，由于材料的限制，在技術(shù)上對(duì)發(fā)熱量控制還不夠完善，而且價(jià)格比較高。但是，隨著新材料的發(fā)現(xiàn)和工藝的進(jìn)步，尤其是隨著市場(chǎng)化的推進(jìn)，這些弱點(diǎn)不難解決。LED照明產(chǎn)業(yè)與高端電子信息產(chǎn)業(yè)、電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)一道，已被列為廣東省重點(diǎn)發(fā)展的三大戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，而且，瞄準(zhǔn)這一新興產(chǎn)業(yè)的省市很多，已經(jīng)有專家為未來(lái)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)憂心忡忡了。

　　可以想見(jiàn)，未來(lái)的夜晚，將徹底屬于LED。

　　2

　　照亮人類未來(lái)

　　LED，并不止是改變照明方式。

　　這個(gè)小小的半導(dǎo)體器件，毫不起眼。它的心臟就是一個(gè)半導(dǎo)體晶片，晶片的一端附在一個(gè)支架上，一端是負(fù)極，另一端是連接電源的正極，而整個(gè)晶片被環(huán)氧樹(shù)脂封裝起來(lái)。

　　不起眼正是它的又一大優(yōu)點(diǎn)。

　　手機(jī)、電視機(jī)、電腦顯示器，越來(lái)越輕、越來(lái)越薄的趨勢(shì)，使得LED施展手段的空間越來(lái)越大。采用LED作為背光源的電視機(jī)，厚度可以薄到令人驚訝的地步，只有兩三厘米。而如果直接用LED顯示光源，從理論上說(shuō)，可以達(dá)到僅僅一個(gè)毫米的厚度!這意味著，將來(lái)的電視機(jī)，不僅可以貼到墻上，而且你搬家的話，可以隨時(shí)卷起來(lái)，夾在胳膊底下就帶走了。

　　向一位從事微電子學(xué)研究的專家請(qǐng)教，他隨口就報(bào)出了LED已經(jīng)或?qū)⒁谏钪械膽?yīng)用。

　　比如剎車燈。如果采用LED作為光源，響應(yīng)速度會(huì)特別快，追尾事故就會(huì)降低，可增加行車安全性，現(xiàn)在很多車都已經(jīng)配備了LED燈。

　　再比如光通信?，F(xiàn)在我們對(duì)電器的控制方式五花八門，但是如果采用LED光學(xué)控制方式，會(huì)更加便捷，更加綠色環(huán)保。眾所周知，計(jì)算機(jī)是靠集成電路的開(kāi)與關(guān)，傳輸靠“0”與“1”構(gòu)成的海量數(shù)據(jù)信號(hào);而LED半導(dǎo)體照明通信技術(shù)，也同樣可以在閃爍中發(fā)出脈沖，完成信息傳輸。與電磁信號(hào)相比，它沒(méi)有電磁污染，對(duì)于飛機(jī)、醫(yī)院、工業(yè)控制等射頻敏感領(lǐng)域，這一優(yōu)勢(shì)尤為可貴。

　　到過(guò)上海世博會(huì)航空館參觀的人都見(jiàn)識(shí)過(guò)神奇的一幕：飛機(jī)機(jī)艙座椅上方的閱讀燈照向小桌板上的筆記本電腦，電腦則“借光”實(shí)現(xiàn)了空中無(wú)線上網(wǎng)———將來(lái)，在飛機(jī)上和加油站內(nèi)使用光通信手機(jī)，對(duì)安全將毫無(wú)影響。

　　我們還可以對(duì)各種信息化家電實(shí)施光學(xué)無(wú)線控制。世博會(huì)上“滬上·生態(tài)家”的案例展示了這樣的家居生活：主人利用手機(jī)或電腦上網(wǎng)，遠(yuǎn)程喚醒家中的LED燈，向燈光下的多臺(tái)家電下達(dá)指令,自動(dòng)啟動(dòng)微波爐、加熱飯菜。

　　這已經(jīng)不是科幻,不是設(shè)想,而是實(shí)實(shí)在在的現(xiàn)實(shí)。

　　中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所段靖遠(yuǎn)博士這樣信心滿滿地表示：“LED燈光，將照亮信息時(shí)代人類的未來(lái)?！?/P>

　　3

　　一個(gè)世紀(jì)的接力

　　上帝說(shuō)要有光，于是馬上就有了光。

　　人類想要更美麗的光，于是有了LED，不過(guò)卻用去了漫長(zhǎng)的一個(gè)世紀(jì)。

　　第一棒 英俄先驅(qū)

　　1907年，英國(guó)馬可尼實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家亨利·羅德第一次做出推論：半導(dǎo)體PN結(jié)在一定的條件下可以發(fā)光。這個(gè)發(fā)現(xiàn)奠定了LED發(fā)明的物理學(xué)基礎(chǔ)。

　　20年后，俄國(guó)科學(xué)家?jiàn)W列弗拉基洛謝夫制作了世界上第一顆LED。盡管他的論文在俄國(guó)、德國(guó)和英國(guó)的科學(xué)雜志上發(fā)表，但并沒(méi)有引起注意。1942年，這位年僅39歲的天才科學(xué)家，在德軍圍困彼得格勒城時(shí)活活餓死。他的LED發(fā)明權(quán)也給了別人。

　　1961年，得州儀器公司的科學(xué)家鮑勃·布萊德和加里·皮特曼發(fā)現(xiàn)，砷化鎵在施加電子流時(shí)會(huì)釋放紅外光輻射。他們獲得了砷化鎵紅外二極管的發(fā)明專利，并很快用于商業(yè)用途。如今，紅外LED仍被廣泛應(yīng)用于傳感及光電設(shè)備中，比如家電所使用的各種遙控器。

　　第二棒 美國(guó)師徒

　　1962年，在LED歷史上具有劃時(shí)代意義。美國(guó)通用電氣公司34歲的研究人員尼克·何倫亞克，發(fā)明了可以發(fā)出紅色可見(jiàn)光的LED，他的名字也隨之紅了起來(lái)，被稱為“LED之父”。當(dāng)時(shí)的LED只能手工制造，每只售價(jià)高達(dá)10美元。1963年，他離開(kāi)通用電氣，回到母校美國(guó)伊利諾大學(xué)，擔(dān)任電機(jī)工程系教授，培養(yǎng)接班人去了。

　　1972年，何倫亞克的學(xué)生喬治·克勞福德不負(fù)眾望，發(fā)明了第一顆橙黃光的LED，亮度達(dá)到先前紅光LED的10倍，發(fā)光效率大大提高。他后來(lái)出任飛利浦公司技術(shù)總監(jiān)。

　　第三棒 日本天才

　　到了上世紀(jì)70年代，LED已經(jīng)出現(xiàn)了紅、橙、黃、綠等顏色，卻唯獨(dú)缺少藍(lán)色和白色光。這成了世界性的難題，只有發(fā)明出藍(lán)光，LED才可能實(shí)現(xiàn)全彩色顯示。誰(shuí)都看得出來(lái)，藍(lán)光LED的市場(chǎng)價(jià)值巨大。

　　但歷盡艱難，研究卻遲遲沒(méi)有進(jìn)展?？茖W(xué)家們于是轉(zhuǎn)而將重點(diǎn)放在了提高LED的發(fā)光效率上面，從上世紀(jì)70年代到80年代中期，10余年間，LED發(fā)光效率從1流明/瓦提高到10流明/瓦。

　　1993年，日本日亞化工公司39歲的中村修二，終于發(fā)明了具有商業(yè)應(yīng)用價(jià)值的藍(lán)光LED!這是振奮人心的消息。不久，人們?cè)谒{(lán)光LED的基礎(chǔ)上加入黃色熒光粉，得到白色光LED。而且，利用熒光粉技術(shù)，可以制造出任何顏色光的LED，例如紫色光和粉紅色光。

　　藍(lán)色和白色光LED的出現(xiàn)，拓寬了LED的應(yīng)用領(lǐng)域，使全彩色顯示、LED照明等應(yīng)用成為可能。中村修二后來(lái)任職美國(guó)加州大學(xué)教授，他與日亞化工在專利權(quán)問(wèn)題上打官司賺了一大筆錢，算是名利雙收了。

　　第四棒 寄望中國(guó)

　　到本世紀(jì)之初，LED已經(jīng)可以發(fā)出任何可見(jiàn)光譜顏色的光，發(fā)光效率已經(jīng)接近200流明/瓦。LED技術(shù)一路高歌，發(fā)展迅猛，也許就在此時(shí)，一款更高性能的LED產(chǎn)品正在問(wèn)世。LED的全球產(chǎn)業(yè)中心已經(jīng)移到中國(guó)，但是核心技術(shù)全部在別人手里。下一步突破性的成就，會(huì)不會(huì)在中國(guó)?

　　不管花落誰(shuí)家，受益的必是整個(gè)人類。從1907年半導(dǎo)體PN結(jié)發(fā)光理論提出，到今天LED技術(shù)的無(wú)處不在，整整一個(gè)世紀(jì)的接力賽，無(wú)數(shù)的科學(xué)家和研究人員耗去的心血和投入的努力，值得后人尊敬和銘記。