新一代光源有著落！美國成功研發(fā)白光激光技術(shù)

　　激光發(fā)明至今超過半世紀(jì)，然而礙于技術(shù)問題，始終難以制造出白色激光光束，如今終于有了新突破!據(jù)國際期刊《Nature Nanotechnology》最新刊載內(nèi)容，美國研究員成功發(fā)明了白光激光裝置，涵蓋可見光波長范圍的所有光。白光激光未來可用于顯示器、固態(tài)照明、可見光通訊等重要領(lǐng)域。激光在過去50多年來已發(fā)展出各種顏色，唯獨白色例外。這類激光只能放射特定波長的光并呈現(xiàn)單一色彩，無法合成白光激光。要達(dá)成這個目標(biāo)，必須制造出能同時放射紅、綠、藍(lán)三原色光的單一結(jié)構(gòu)，但要成功生長異質(zhì)結(jié)構(gòu)、互相不匹配又緊鄰彼此的晶體相當(dāng)困難，很容易導(dǎo)致所有材料產(chǎn)生嚴(yán)重缺陷。

　　納米薄片半導(dǎo)體合金奏效，同時激發(fā)三原色組成白光

　　現(xiàn)在這個關(guān)鍵問題總算出現(xiàn)解方。美國亞利桑那州立大學(xué)(Arizona State University)研究員發(fā)明納米厚度的半導(dǎo)體合金“ZnCdSSe”，由鋅、鎘、硫和硒所構(gòu)成。研究員在其生長階段會隨時調(diào)整溫度和相關(guān)條件，并掌控所有材料在各個階段中的相互作用，以確保晶體能夠并存。

　　異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米薄片之生長過程示意圖(圖片來源：《Nature Nanotechnology》)

　　該納米薄片分成三部分，經(jīng)光脈沖激發(fā)時會分別產(chǎn)生紅、綠、藍(lán)等色，繼而組成白色。研究員能針對個別分部使用與調(diào)整光脈沖，控制各分部的發(fā)光強(qiáng)度。白光激光技術(shù)所涵蓋的色彩，比起一般光源多了七成。

　　納米薄片各部分所放射出的色彩合成效果(圖片來源：《Nature Nanotechnology》)

　　白光激光將成替代性光源，效能優(yōu)于LED

　　激光技術(shù)可望取代發(fā)光二極體(LED)成為主流光源，相較于LED 照明每瓦150 流明的發(fā)光效率來說，激光可達(dá)每瓦400 流明，比LED 更光亮也更節(jié)能。而白光激光技術(shù)也可用于顯示器，呈現(xiàn)更精確鮮明的色彩。此外，可見光通訊也是另一項重要應(yīng)用。當(dāng)前主要以LED 發(fā)展Li-Fi 技術(shù)，其數(shù)據(jù)傳輸速度比Wi-Fi 快十倍。隨著白光激光出現(xiàn)，也有望進(jìn)一步發(fā)展Li-Fi 技術(shù)，估計其傳輸速度甚至還要比LED 快上十倍到一百倍。

　　目前科學(xué)家尚在研究激發(fā)激光光的方法，希望未來能以電力取代光脈沖。

　　盡管白光激光技術(shù)還沒辦法在短期內(nèi)實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，總是為相關(guān)技術(shù)發(fā)展跨越了一大步，相信在不久的將來便能逐一落實應(yīng)用。