LED鼻祖談LED的歷史與未來(lái)：仍處于“嬰兒期”
[導(dǎo)讀]北京時(shí)間10月11日消息，在50年以前的1962年，尼克·何倫亞克（NickHolonyakJr.）及其在通用電氣的團(tuán)隊(duì)發(fā)明了發(fā)光二極管（LightEmittingDiode，LED）。雖然時(shí)至今日LED光已經(jīng)幾乎是無(wú)處不在——從橋梁到車頭燈再到鑰匙
北京時(shí)間10月11日消息，在50年以前的1962年，尼克·何倫亞克（NickHolonyakJr.）及其在通用電氣的團(tuán)隊(duì)發(fā)明了發(fā)光二極管（LightEmittingDiode，LED）。雖然時(shí)至今日LED光已經(jīng)幾乎是無(wú)處不在——從橋梁到車頭燈再到鑰匙扣手電筒，都使用看起來(lái)比太陽(yáng)還要明亮的LED光——但其最初的開(kāi)發(fā)則充滿了不確定性和彼此競(jìng)爭(zhēng)的研究工作。在當(dāng)時(shí)，LED是另一種開(kāi)拓性技術(shù)——激光——的直接結(jié)果，而在隨后的日子里，LED一直都在繼續(xù)演進(jìn)，現(xiàn)在已經(jīng)成為我們家里的照明光源，還被用來(lái)傳輸我們的數(shù)據(jù)。
《連線》雜志設(shè)計(jì)頻道對(duì)現(xiàn)為伊利諾斯大學(xué)教授的何倫亞克進(jìn)行了采訪，向他詢問(wèn)了LED的歷史，同時(shí)也討論了LED的未來(lái)。以下是其內(nèi)容摘要：
LED最初取得的市場(chǎng)反應(yīng)是怎樣的？
何倫亞克：當(dāng)我認(rèn)識(shí)到自己也走在開(kāi)發(fā)LED的道路上的時(shí)候，我已經(jīng)用自己制作的合金在可見(jiàn)激光領(lǐng)域中打敗了整個(gè)世界?！蹲x者文摘》（Reader’sDigest）的一名編輯在1963年2月份給我打了電話，指出了一個(gè)事實(shí)，那就是LED最終將覆蓋整個(gè)光譜，成為白光的來(lái)源。那就是當(dāng)時(shí)發(fā)生的事情，但我覺(jué)得這件事情發(fā)生的時(shí)間像是遠(yuǎn)沒(méi)有50年那么久。
激光？
何倫亞克：當(dāng)時(shí)有很多猜測(cè)認(rèn)為，光可能無(wú)法具有相干性，就像是微波信號(hào)一樣；或者，如果光能具有相干性，人眼也可能看不到，因?yàn)樵诖艘郧叭搜垡恢倍贾荒芸吹椒窍喔晒狻?BR>
雖然其他人都認(rèn)為紅寶石不能成為一種光源，但一位名為希歐多爾·梅曼（TheodoreMaiman）的科學(xué)家當(dāng)時(shí)提出了一個(gè)想法，即紅寶石能被用作微波激射器，但沒(méi)人曾利用紅寶石制作出激光。他最終取得了成功，我想那應(yīng)該是在1960年5月份，當(dāng)時(shí)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，所有一切都開(kāi)始掙脫樊籠。
在1962年，羅伯特·萊迪克（RobertRediker）領(lǐng)導(dǎo)下的麻省理工學(xué)院的林肯實(shí)驗(yàn)室（LincolnLaboratories）稱，他們制造了一種能發(fā)射許多自發(fā)光的二極管，而且能使用這種二極管來(lái)發(fā)射紅外i線信號(hào)。當(dāng)他們?cè)谠撃?月份召開(kāi)的一次會(huì)議上發(fā)布有關(guān)這種二極管的報(bào)告時(shí)，我們?cè)S多人都說(shuō)，是否有可能將其變成相干光，比如說(shuō)激光？
這與梅曼已經(jīng)做過(guò)的事情有什么區(qū)別嗎？
何倫亞克：就梅曼的激光而言，那是一種類似于在照相時(shí)使用的閃光。你可以釋放出一束強(qiáng)烈的白光，然后這束白光被紅寶石棒吸收，然后紅寶石棒把所有紅色鉻原子都提升到更高的狀態(tài)，再釋放出來(lái)，就變成了一束激光。那是一個(gè)初級(jí)過(guò)程推動(dòng)次級(jí)過(guò)程的程序。你所看到的所有光線都是熱源，而熱能讓原子輕輕震動(dòng)，從而釋放出某種光線。與其說(shuō)它是照射器，倒不如說(shuō)是加熱器更好一些。
我所說(shuō)的激光則是從一端進(jìn)入，然后從另一端出來(lái)的光線，在這一路程中它本身就是光線生成器，那就是二極管激光。
最初的LED有多大？
何倫亞克：非常小。當(dāng)然，你可以讓其變得更大一些，而且人們也已經(jīng)這樣做了。你知道，在半導(dǎo)體能應(yīng)用的領(lǐng)域中，半導(dǎo)體總是會(huì)勝出，橫掃普通的電子產(chǎn)品。
當(dāng)時(shí)的LED看起來(lái)跟今天很像嗎？
何倫亞克：你今天所看到的LED是處在一個(gè)價(jià)格低廉的平臺(tái)上的，但那只不過(guò)是一種形式而已。實(shí)際上，LED能以各種各樣的形式制作出來(lái)，品種和幾何圖形都能有所不同。
我們還能做些什么？
何倫亞克：還能做很多事情來(lái)讓其變得更加合適。我們?nèi)栽趯ふ腋玫姆绞絹?lái)制造晶體，進(jìn)行化學(xué)研究工作，讓所有事情都各就其位。
我在通用電氣制作了第一塊合金。后來(lái)我又制作了其他一些半導(dǎo)體合金，它們變得更好了——那就是你現(xiàn)在可以看到的合金，它們能發(fā)出紅橙色的光，然后是黃色的光。然后，其他人改用其他形式的合金，能讓其發(fā)出藍(lán)色的光；但在將藍(lán)光轉(zhuǎn)換為綠光時(shí)，他們遇到了更大的困難。而且，還沒(méi)有人能非常好地解決獲得黃光的問(wèn)題。
但在經(jīng)過(guò)這些發(fā)展以后，LED已經(jīng)成為了主流使用的光源。
何倫亞克：從整體上來(lái)說(shuō)，LED正開(kāi)始接管照明市場(chǎng)，從特殊照明到所有類型的照明都是如此。就現(xiàn)在而言，整個(gè)世界都在使用形式和顏色各異的LED。
那么，我們將會(huì)看到LED的使用量繼續(xù)增長(zhǎng)嗎？
何倫亞克：你可以只把LED視為一種光源，但也可以讓其以激光的形式出現(xiàn)，用在外科手術(shù)和光敏化等領(lǐng)域，而你不能用一個(gè)電燈泡來(lái)做到同樣的事情。那就像是說(shuō)，我要把一個(gè)用真空管做成的心臟起搏器放在一個(gè)病人體內(nèi)——那只能是個(gè)玩笑。
你能用LED來(lái)制作一系列東西，無(wú)論是在醫(yī)藥、儀器還是汽車領(lǐng)域中都是如此。有些汽車公司已經(jīng)完全做到了汽車上的所有車燈都是發(fā)光二極管，這使得無(wú)論是車頭燈、尾燈還是指示燈都無(wú)需更換，因?yàn)長(zhǎng)ED燈能持久使用。
而這并不是尾聲，實(shí)際上從某種程度上來(lái)說(shuō)，LED正處于“嬰兒期”。雖然從時(shí)間上來(lái)說(shuō)LED早已過(guò)了嬰兒期，但我的感覺(jué)是未來(lái)它還要再走很長(zhǎng)很長(zhǎng)的路，就此而言則還是處在嬰兒期中。
你還在從事這項(xiàng)工作嗎？
何倫亞克：不，我和我的合作伙伴有其他事要做。在晶體管中有一種粒子流原本是無(wú)用的，但現(xiàn)在也已經(jīng)變成了一種光發(fā)射體，也就是激光信號(hào)，所以現(xiàn)在我們擁有了兩種形式的信號(hào)，能成為新一代芯片的組成部分。
光學(xué)信息的傳播要好于電子信息。電子會(huì)在從一個(gè)地方轉(zhuǎn)移到另一個(gè)地方的過(guò)程中失去力量，而光學(xué)信號(hào)則要好得多。光學(xué)信號(hào)也能用來(lái)制作一種芯片，但這是需要10年、20年、30年甚至是40年的不懈努力才能做到的事情。
《連線》雜志設(shè)計(jì)頻道對(duì)現(xiàn)為伊利諾斯大學(xué)教授的何倫亞克進(jìn)行了采訪，向他詢問(wèn)了LED的歷史，同時(shí)也討論了LED的未來(lái)。以下是其內(nèi)容摘要：
LED最初取得的市場(chǎng)反應(yīng)是怎樣的？
何倫亞克：當(dāng)我認(rèn)識(shí)到自己也走在開(kāi)發(fā)LED的道路上的時(shí)候，我已經(jīng)用自己制作的合金在可見(jiàn)激光領(lǐng)域中打敗了整個(gè)世界?！蹲x者文摘》（Reader’sDigest）的一名編輯在1963年2月份給我打了電話，指出了一個(gè)事實(shí)，那就是LED最終將覆蓋整個(gè)光譜，成為白光的來(lái)源。那就是當(dāng)時(shí)發(fā)生的事情，但我覺(jué)得這件事情發(fā)生的時(shí)間像是遠(yuǎn)沒(méi)有50年那么久。
激光？
何倫亞克：當(dāng)時(shí)有很多猜測(cè)認(rèn)為，光可能無(wú)法具有相干性，就像是微波信號(hào)一樣；或者，如果光能具有相干性，人眼也可能看不到，因?yàn)樵诖艘郧叭搜垡恢倍贾荒芸吹椒窍喔晒狻?BR>
雖然其他人都認(rèn)為紅寶石不能成為一種光源，但一位名為希歐多爾·梅曼（TheodoreMaiman）的科學(xué)家當(dāng)時(shí)提出了一個(gè)想法，即紅寶石能被用作微波激射器，但沒(méi)人曾利用紅寶石制作出激光。他最終取得了成功，我想那應(yīng)該是在1960年5月份，當(dāng)時(shí)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，所有一切都開(kāi)始掙脫樊籠。
在1962年，羅伯特·萊迪克（RobertRediker）領(lǐng)導(dǎo)下的麻省理工學(xué)院的林肯實(shí)驗(yàn)室（LincolnLaboratories）稱，他們制造了一種能發(fā)射許多自發(fā)光的二極管，而且能使用這種二極管來(lái)發(fā)射紅外i線信號(hào)。當(dāng)他們?cè)谠撃?月份召開(kāi)的一次會(huì)議上發(fā)布有關(guān)這種二極管的報(bào)告時(shí)，我們?cè)S多人都說(shuō)，是否有可能將其變成相干光，比如說(shuō)激光？
這與梅曼已經(jīng)做過(guò)的事情有什么區(qū)別嗎？
何倫亞克：就梅曼的激光而言，那是一種類似于在照相時(shí)使用的閃光。你可以釋放出一束強(qiáng)烈的白光，然后這束白光被紅寶石棒吸收，然后紅寶石棒把所有紅色鉻原子都提升到更高的狀態(tài)，再釋放出來(lái)，就變成了一束激光。那是一個(gè)初級(jí)過(guò)程推動(dòng)次級(jí)過(guò)程的程序。你所看到的所有光線都是熱源，而熱能讓原子輕輕震動(dòng)，從而釋放出某種光線。與其說(shuō)它是照射器，倒不如說(shuō)是加熱器更好一些。
我所說(shuō)的激光則是從一端進(jìn)入，然后從另一端出來(lái)的光線，在這一路程中它本身就是光線生成器，那就是二極管激光。
最初的LED有多大？
何倫亞克：非常小。當(dāng)然，你可以讓其變得更大一些，而且人們也已經(jīng)這樣做了。你知道，在半導(dǎo)體能應(yīng)用的領(lǐng)域中，半導(dǎo)體總是會(huì)勝出，橫掃普通的電子產(chǎn)品。
當(dāng)時(shí)的LED看起來(lái)跟今天很像嗎？
何倫亞克：你今天所看到的LED是處在一個(gè)價(jià)格低廉的平臺(tái)上的，但那只不過(guò)是一種形式而已。實(shí)際上，LED能以各種各樣的形式制作出來(lái)，品種和幾何圖形都能有所不同。
我們還能做些什么？
何倫亞克：還能做很多事情來(lái)讓其變得更加合適。我們?nèi)栽趯ふ腋玫姆绞絹?lái)制造晶體，進(jìn)行化學(xué)研究工作，讓所有事情都各就其位。
我在通用電氣制作了第一塊合金。后來(lái)我又制作了其他一些半導(dǎo)體合金，它們變得更好了——那就是你現(xiàn)在可以看到的合金，它們能發(fā)出紅橙色的光，然后是黃色的光。然后，其他人改用其他形式的合金，能讓其發(fā)出藍(lán)色的光；但在將藍(lán)光轉(zhuǎn)換為綠光時(shí)，他們遇到了更大的困難。而且，還沒(méi)有人能非常好地解決獲得黃光的問(wèn)題。
但在經(jīng)過(guò)這些發(fā)展以后，LED已經(jīng)成為了主流使用的光源。
何倫亞克：從整體上來(lái)說(shuō)，LED正開(kāi)始接管照明市場(chǎng)，從特殊照明到所有類型的照明都是如此。就現(xiàn)在而言，整個(gè)世界都在使用形式和顏色各異的LED。
那么，我們將會(huì)看到LED的使用量繼續(xù)增長(zhǎng)嗎？
何倫亞克：你可以只把LED視為一種光源，但也可以讓其以激光的形式出現(xiàn)，用在外科手術(shù)和光敏化等領(lǐng)域，而你不能用一個(gè)電燈泡來(lái)做到同樣的事情。那就像是說(shuō)，我要把一個(gè)用真空管做成的心臟起搏器放在一個(gè)病人體內(nèi)——那只能是個(gè)玩笑。
你能用LED來(lái)制作一系列東西，無(wú)論是在醫(yī)藥、儀器還是汽車領(lǐng)域中都是如此。有些汽車公司已經(jīng)完全做到了汽車上的所有車燈都是發(fā)光二極管，這使得無(wú)論是車頭燈、尾燈還是指示燈都無(wú)需更換，因?yàn)長(zhǎng)ED燈能持久使用。
而這并不是尾聲，實(shí)際上從某種程度上來(lái)說(shuō)，LED正處于“嬰兒期”。雖然從時(shí)間上來(lái)說(shuō)LED早已過(guò)了嬰兒期，但我的感覺(jué)是未來(lái)它還要再走很長(zhǎng)很長(zhǎng)的路，就此而言則還是處在嬰兒期中。
你還在從事這項(xiàng)工作嗎？
何倫亞克：不，我和我的合作伙伴有其他事要做。在晶體管中有一種粒子流原本是無(wú)用的，但現(xiàn)在也已經(jīng)變成了一種光發(fā)射體，也就是激光信號(hào)，所以現(xiàn)在我們擁有了兩種形式的信號(hào)，能成為新一代芯片的組成部分。
光學(xué)信息的傳播要好于電子信息。電子會(huì)在從一個(gè)地方轉(zhuǎn)移到另一個(gè)地方的過(guò)程中失去力量，而光學(xué)信號(hào)則要好得多。光學(xué)信號(hào)也能用來(lái)制作一種芯片，但這是需要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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