LED開山祖師何倫亞克:LED正開始接管照明市場
在50年以前的1962年,尼克·何倫亞克(Nick Holonyak Jr.)及其在通用電氣的團隊發明了LED。雖然時至今日LED光已經幾乎是無處不在——從橋梁到車頭燈再到鑰匙扣手電筒,都使用看起來比太陽還要明亮的LED光——但其最初的開發則充滿了不確定性和彼此競爭的研究工作。在當時,LED是另一種開拓性技術——激光——的直接結果,而在隨后的日子里,LED一直都在繼續演進,現在已經成為我們家里的照明光源,還被用來傳輸我們的數據。
《連線》雜志設計頻道對現為伊利諾斯大學教授的何倫亞克進行了采訪,向他詢問了LED的歷史,同時也討論了LED的未來。以下是此次專訪的內容摘要:
《連線》:LED最初取得的市場反應是怎樣的?
何倫亞克:當我認識到自己也走在開發LED的道路上的時候,我已經用自己制作的合金在可見激光領域中打敗了整個世界!蹲x者文摘》(Reader’s Digest)的一名編輯在1963年2月份給我打了電話,指出了一個事實,那就是LED最終將覆蓋整個光譜,成為白光的來源。那就是當時發生的事情,但我覺得這件事情發生的時間像是遠沒有50年那么久。
《連線》:激光?
何倫亞克:當時有很多猜測認為,光可能無法具有相干性,就像是微波信號一樣;或者,如果光能具有相干性,人眼也可能看不到,因為在此以前人眼一直都只能看到非相干光。
雖然其他人都認為紅寶石不能成為一種光源,但一位名為希歐多爾·梅曼(Theodore Maiman)的科學家當時提出了一個想法,即紅寶石能被用作微波激射器,但沒人曾利用紅寶石制作出激光。他最終取得了成功,我想那應該是在1960年5月份,當時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,所有一切都開始掙脫樊籠。
在1962年,羅伯特·萊迪克(Robert Rediker)領導下的麻省理工學院的林肯實驗室(Lincoln Laboratories)稱,他們制造了一種能發射許多自發光的二極管,而且能使用這種二極管來發射紅外i線信號。當他們在該年7月份召開的一次會議上發布有關這種二極管的報告時,我們許多人都說,是否有可能將其變成相干光,比如說激光?
《連線》:這與梅曼已經做過的事情有什么區別嗎?
何倫亞克:就梅曼的激光而言,那是一種類似于在照相時使用的閃光。你可以釋放出一束強烈的白光,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,再釋放出來,就變成了一束激光。那是一個初級過程推動次級過程的程序。你所看到的所有光線都是熱源,而熱能讓原子輕輕震動,從而釋放出某種光線。與其說它是照射器,倒不如說是加熱器更好一些。
我所說的激光則是從一端進入,然后從另一端出來的光線,在這一路程中它本身就是光線生成器,那就是二極管激光。
《連線》:最初的LED有多大?
何倫亞克:非常小。當然,你可以讓其變得更大一些,而且人們也已經這樣做了。你知道,在半導體能應用的領域中,半導體總是會勝出,橫掃普通的電子產品。
《連線》:當時的LED看起來跟今天很像嗎?
何倫亞克:你今天所看到的LED是處在一個價格低廉的平臺上的,但那只不過是一種形式而已。實際上,LED能以各種各樣的形式制作出來,品種和幾何圖形都能有所不同。
《連線》:我們還能做些什么?
何倫亞克:還能做很多事情來讓其變得更加合適。我們仍在尋找更好的方式來制造晶體,進行化學研究工作,讓所有事情都各就其位。
我在通用電氣制作了第一塊合金。后來我又制作了其他一些半導體合金,它們變得更好了——那就是你現在可以看到的合金,它們能發出紅橙色的光,然后是黃色的光。然后,其他人改用其他形式的合金,能讓其發出藍色的光;但在將藍光轉換為綠光時,他們遇到了更大的困難。而且,還沒有人能非常好地解決獲得黃光的問題。
《連線》:但在經過這些發展以后,LED已經成為了主流使用的光源。
何倫亞克:從整體上來說,LED正開始接管照明市場,從特殊照明到所有類型的照明都是如此。就現在而言,整個世界都在使用形式和顏色各異的LED。
《連線》:那么,我們將會看到LED的使用量繼續增長嗎?
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,用在外科手術和光敏化等領域,而你不能用一個電燈泡來做到同樣的事情。那就像是說,我要把一個用真空管做成的心臟起搏器放在一個病人體內——那只能是個玩笑。
你能用LED來制作一系列東西,無論是在醫藥、儀器還是汽車領域中都是如此。有些汽車公司已經完全做到了汽車上的所有車燈都是發光二極管,這使得無論是車頭燈、尾燈還是指示燈都無需更換,因為LED燈能持久使用。
而這并不是尾聲,實際上從某種程度上來說,LED正處于“嬰兒期”。雖然從時間上來說LED早已過了嬰兒期,但我的感覺是未來它還要再走很長很長的路,就此而言則還是處在嬰兒期中。
《連線》:你還在從事這項工作嗎?
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用的,但現在也已經變成了一種光發射體,也就是激光信號,所以現在我們擁有了兩種形式的信號,能成為新一代芯片的組成部分。
光學信息的傳播要好于電子信息。電子會在從一個地方轉移到另一個地方的過程中失去力量,而光學信號則要好得多。光學信號也能用來制作一種芯片,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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