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中村修二演講實(shí)錄:固態(tài)激光照明時(shí)代已來
星之球科技 來源:激光網(wǎng)2018-08-16 我要評(píng)論(0 )
8月10-12日,世界科技創(chuàng)新論壇在北京會(huì)議中心舉辦,諸多中外頂級(jí)學(xué)者專家應(yīng)邀出席,共同打造史無前例的中國(guó)最高級(jí)別智慧盛宴,
8月10-12日,世界科技創(chuàng)新論壇在北京會(huì)議中心舉辦,諸多中外頂級(jí)學(xué)者專家應(yīng)邀出席,共同打造史無前例的中國(guó)最高級(jí)別智慧盛宴,探討全球科技創(chuàng)新成果、描繪未來中國(guó)科技創(chuàng)新藍(lán)圖。
在本次論壇上,2014年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者中村修二教授發(fā)表了題為“高效藍(lán)光LED的發(fā)明和固態(tài)照明的未來”的演講。演講中,中村修二表示,LED照明將對(duì)改善全球的生態(tài)環(huán)境起到重要作用,“全球變暖確實(shí)是所有國(guó)家、政府亟待解決的挑戰(zhàn),如果全世界都能使用LED照明會(huì)極大的減少能源的消耗。”
發(fā)言實(shí)錄全文如下:
我給大家介紹我們的未來還包括激光照明。先做一個(gè)自我介紹,日本由4個(gè)島構(gòu)成,最小的島是我的出生地,我從小在這里出生和長(zhǎng)大。后來我上了德島大學(xué),德島大學(xué)是一個(gè)非常小的排名非常墊底的學(xué)校,在我從德島大學(xué)畢業(yè)以后加入了一家很小的化學(xué)品公司,叫日亞化學(xué)公司,這是一家做化學(xué)品的公司。當(dāng)我加入這個(gè)化學(xué)品公司時(shí),我的工作內(nèi)容是開發(fā)紅色、綠色、藍(lán)色和白色LED,我在該公司供職了20年,正是在這個(gè)工作期間我開發(fā)了各種顏色的LED。我們沒有跟外面任何一家公司合作,也沒有跟政府合作,完全是自主研發(fā)的。1971年畢業(yè)以后,我加入了這家日亞化學(xué)公司,當(dāng)時(shí)這個(gè)公司只有100人,非常小的一個(gè)化學(xué)品公司。
再介紹LED,紅色、綠色、藍(lán)色LED是我們這些年不斷開發(fā)的成果,紅色LED是60年代發(fā)明的,漸漸的才豐富了其它顏色。從60年代以來,很多世界上的科學(xué)家希望開發(fā)藍(lán)色和綠色LED,因?yàn)槲覀兿MS富它的色彩,我們希望有三個(gè)原色的LED,全世界大量的科學(xué)家都沒有成功開發(fā)出藍(lán)色和綠色LED,但是我們?cè)?993年開發(fā)了高效藍(lán)色發(fā)光的LED,而且我們?cè)?993年實(shí)現(xiàn)了藍(lán)色高效LED的量產(chǎn),大家可以想像這個(gè)難度。
后來我們?cè)?995年也開發(fā)了綠色的LED,根據(jù)我的經(jīng)驗(yàn),我記得1979年,我從德島大學(xué)畢業(yè)加入這個(gè)日亞化學(xué)品公司,頭十年我是開發(fā)傳統(tǒng)的LED,當(dāng)時(shí)我的老板讓我開發(fā)傳統(tǒng)的LED,所以在我加入日亞化學(xué)的頭十年,我們都知道它是一個(gè)化學(xué)品公司,它沒有任何的開發(fā)LED的經(jīng)驗(yàn),它是做化學(xué)品的,所以等于我加入之后才牽頭從零開始開發(fā)LED設(shè)備。但是沒有銷售額,因?yàn)楫?dāng)時(shí)有很多半導(dǎo)體公司已經(jīng)在傳統(tǒng)LED方面非常成功了,與之相比我們?nèi)諄喕瘜W(xué)品公司是一個(gè)非常小的也是一個(gè)新入行的公司,這樣努力了十年以后,在這個(gè)過程中,1989年我開始學(xué)習(xí)LED技術(shù),當(dāng)時(shí)我讀了有關(guān)LED的科學(xué)論文。所有的科學(xué)論文都說LED最大的技術(shù)挑戰(zhàn)是沒有藍(lán)色和綠色LED,如果有了藍(lán)色和綠色LED一定會(huì)帶來巨大的市場(chǎng)商機(jī),所以當(dāng)年大量的科學(xué)期刊和論壇都在講這個(gè)問題,所以當(dāng)時(shí)使我下決心要開發(fā)綠色LED。
1988年,我讓公司的創(chuàng)始人批準(zhǔn),我請(qǐng)求他是否能開發(fā)藍(lán)光LED,他表示同意。1988年到1989年我去了佛羅里達(dá)大學(xué),后來用了三年時(shí)間開發(fā)藍(lán)色LED,我覺得很容易,非常容易。通過三年的研究,我贏得了諾貝爾獎(jiǎng)。因?yàn)樽畛醯氖?,開發(fā)傳統(tǒng)的LED這個(gè)經(jīng)驗(yàn)從零開發(fā),紅色LED的經(jīng)驗(yàn),奠定了我一些基礎(chǔ),所以我后來用了三年功夫研發(fā)出了紅色LED,贏得了諾貝爾獎(jiǎng),現(xiàn)在它用于各種應(yīng)用。
我的興趣是植物工廠,利用LED照明可以用于植物工廠,這個(gè)存在巨大的市場(chǎng)空間,在硅谷好多風(fēng)險(xiǎn)投資人士也非常追捧植物工廠的概念。有一些地方不符合非常好的生產(chǎn)條件,所以有了這個(gè)植物生產(chǎn)的工廠可以解決這個(gè)問題,前面朱棣文教授介紹了全球變暖,全球變暖確實(shí)是所有國(guó)家、政府亟待解決的挑戰(zhàn),如果全世界都能使用LED照明會(huì)極大的減少能源的消耗。
LED可以用于各個(gè)領(lǐng)域,此外我在1995年還開發(fā)了紫外線多量子景激光LED。我們說藍(lán)光LED很適用于車輛,但是今天人們都喜歡用電腦下載電影,但是藍(lán)色LED的市場(chǎng)還是比較小的,今天我們有了紫外線多光子景這個(gè)激光二極管,它的應(yīng)用前景就巨大了,它的市場(chǎng)將巨大,非常有意思。
所以給大家介紹第三代激光照明,我們已經(jīng)進(jìn)入了第三個(gè)時(shí)代,固態(tài)激光照明。這里比照了藍(lán)光LED和激光二極管的差別,我們看藍(lán)光LED需要提高它的能源密度,在高電量密度情況下藍(lán)光LED就顯得遜色,可是如果用激光LED的話,它的能源密度會(huì)非常高。如果是照明的時(shí)候,用一個(gè)非常小的芯片,這是激光LED的好處,它的尺寸跟一個(gè)芯片一樣大,而且它的照明效果是藍(lán)光LED的一千倍,所以如果使用激光照明,可以極大地降低照明的成本。尤其是中國(guó),有這么多新的電影院的建設(shè),如果能用這個(gè)激光的播映機(jī)的話,那么它非常的亮,在中國(guó)如果去電影院看電影,你會(huì)發(fā)現(xiàn)中國(guó)使用的這個(gè)電影放映機(jī)是激光的投影機(jī),效果非常好。
另外,它的價(jià)格更便宜,現(xiàn)在已經(jīng)有了100寸的激光電視機(jī),跟現(xiàn)有的電視機(jī)相比來說,跟現(xiàn)在LCD TV或者OLED TV相比更有成本優(yōu)勢(shì)。比如OLED電視要一萬,但是激光TV要比它更便宜,還有我們講的激光投影機(jī),它的身材也在小型化,以后可以有50寸的激光電視,而且價(jià)格更便宜,我認(rèn)為這個(gè)技術(shù)將代表了未來的電視機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)。
還有作為汽車的大燈,現(xiàn)在LED的大燈只能照300米,可是激光可以照一公里。激光大燈,首先大燈將非常小,不像現(xiàn)在這么大。用更小的激光大燈就像一個(gè)投影機(jī)一樣,如果用LED做大燈,LED的芯片就有這么大,基于現(xiàn)在的這個(gè)能源密度比較低的話,它就更大。如果我們用激光照明的話,它的尺寸更小,我們可以看到這個(gè)激光作為汽車大燈有各種的好處。那么今天汽車的設(shè)計(jì)師正在尋找最小型化的汽車大燈。
我們還可以用這個(gè)激光焊接,激光切割和激光雷達(dá),這里看到紅外線等等我們看到光束的大小,如果激光的光束太大,使用不便,CD是最大的,DVD略小,而藍(lán)光目前是最小的,400納米,所以它的光束更小。所以藍(lán)光LED它的光束更小,跟DVD和CD相比有它的優(yōu)勢(shì)。這樣特別適合用于激光的焊接和激光的切割,所以在你做切割的時(shí)候它的光束非常小非常準(zhǔn)確,它跟其它的光源相比,它非常得準(zhǔn)確,很適合今天的切割和焊接工作。而且由于這個(gè)藍(lán)光利用激光,它的能源密度也很高。這是具體的例子,激光的切割、焊接目前都是用紅外線,未來將用藍(lán)光切割。
這是《星球大戰(zhàn)》的影片,它已經(jīng)走在前面了,預(yù)測(cè)了激光武器的出現(xiàn),激光有非常高的能源密度,它在瞄準(zhǔn)和火力方面更強(qiáng)大。還有利用激光雷達(dá),Lidar主要是自動(dòng)駕駛技術(shù)需要的,車頂上會(huì)有這個(gè)lidar,那么它去掃描去測(cè)距形成形象,利用這個(gè)雷達(dá)去掃描,但現(xiàn)在他們用的是紅外線的方式,如果未來我們用藍(lán)光的會(huì)使得這個(gè)雷達(dá)更小。我們可以提高lidar成像的清晰度,現(xiàn)在的成像率非常低就像老電視一樣,如果以后我們用藍(lán)光的雷達(dá),那么它的成像率將非常高非常清晰,減少車禍發(fā)生的數(shù)量,因?yàn)橥ㄟ^提高成像的清晰度可以減少交通事故。
比如蘋果X,它有一個(gè)人臉識(shí)別功能,用的也是紅外線識(shí)別技術(shù),但它的成像率非常低,不清晰。但如果我們用藍(lán)光雷達(dá)二極管的話,以后我們的人臉識(shí)別會(huì)更準(zhǔn)確,它可以識(shí)別所有人的臉,非常精確的實(shí)現(xiàn)人臉識(shí)別。我們用藍(lán)光雷達(dá)二極管替代所有的紅外線二極管,這也是一個(gè)非常大的機(jī)會(huì),光保真機(jī)會(huì),又叫可見光無線通信。速度非常高,用于通訊非常合適。目前我們的通信主要是WiFi,WiFi用的是無線電的頻道,而我們的藍(lán)光激光它的頻率更高,也就是帶寬可以非常寬,有很多的優(yōu)勢(shì),而且不會(huì)受到噪音的影響,未來的應(yīng)用前景很樂觀。比如說數(shù)據(jù)傳輸,WiFi當(dāng)前人們用3G或者4G網(wǎng)絡(luò),4G的數(shù)據(jù)傳輸比較慢,只有0.3GB每秒,這是4G??涩F(xiàn)在人們?cè)陂_發(fā)下一代的WiFi,叫5G,5G只有10GB每秒。但到了激光傳輸,到了光保真技術(shù)的時(shí)候,可見光無線技術(shù)的時(shí)候,它可以達(dá)到100G每秒,那么LiFi將帶來未來無線電通訊技術(shù)的極大突破,傳輸速度的極大提升,所以LOD已經(jīng)向我們走來。5G今天還沒有準(zhǔn)備好,4G還是不夠快,但現(xiàn)在LIFI已經(jīng)走到我們的門口,而且LiFi是非常簡(jiǎn)單的技術(shù),這種光保真技術(shù)非常簡(jiǎn)單,因?yàn)槲覀兯奶幎伎梢匝bLED的照明設(shè)備,LED照明無處不在,可以促進(jìn)LiFi作為可見光無線通信設(shè)備的便利因素,以后智能手機(jī)公司等等都會(huì)非常關(guān)注這個(gè)技術(shù)的發(fā)展,當(dāng)然這是我的一家之言。我就說這些,謝謝大家!
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