超高速綠光微型LED—讓智慧顯示器也能進行光通訊!


科技部長期深耕基礎研究,並積極推動資通訊及顯示技術之研發,在科技部支持下,國立臺灣大學光電所林恭如教授與國立陽明交通大學郭浩中教授及日本東京大學特約研究員程志賢博士聯手合作最新研究成果,以超快綠色微型發光二極體陣列元件(Green Micro-LED),達成自由空間中超過五十億位元/秒(5-Gbps)可見光無線通信數據傳輸的全球最快紀錄。 這個超高速綠光微型LED陣列的研究成果,是繼高速藍光與紅光微型發光二極體元件的開發後,完成讓智慧顯示裝置也能進行自由空間光通訊研究發展的最後一哩路!該篇論文獲美國光學學會接受發表,並從該學會每年近一萬篇出版論文中選錄為至多僅1%之焦點論文報導於美國光學學會光學聚焦(Spotlight on Optics (osapublishing.org), Optica),2021年所有獲選文章中僅有2篇來自台灣,本篇論文為其中之一。 目前,頭戴式增強實境裝置要產生滿足人類感知視覺品質的影像,信號串流傳輸所需原始數據速率高達每秒1太比特(Tbit/s),即使經過不失真壓縮後仍須 4 Gbps數據傳輸位元率。因此,發光二極體元件身為智慧顯示與擴增實境等應用裝置使用的主要光源,開發允許其高速數據傳輸性能,使能實現無失真擴增實境視覺技術至關重要。然而,具備超高電頻寬與接近理想轉換效率的發光二極體開發,至今仍是學術界的挑戰課題。 因此,在光傳真(Lighting Fidelity, LiFi)與可見光通訊(Visible Light Communication, VLC)領域具全球知名的Harald Haas教授,則於美國光學學會的電子刊物”光學聚焦”推薦論文總結報導中指出,團隊所開發元件已成功突破過往可見光無線通信數據傳輸速度,這個高頻寬且光譜穩定的可見光微型LED能提供5-Gbps數據串流速率,未來的發展將以勢如破竹般開啟智慧顯示與元宇宙等相關應用的新紀元。 由林教授與郭教授團隊設計開發這個獨步全球具備超快電-光調變頻寬的微型綠光發光二極體陣列結構,是全世界首度開發出綠光發光二極體在自由空間中用不到一秒鐘就能傳輸一片DVD或一部高畫質電影的台灣研究團隊。此一元件的發表隨即受到元宇宙相關概念產業如鴻海等公司的重視,以其優越的性能參數在智慧顯示、擴增實境、與照明通信等產業的應用需求預期都將有爆炸性的成長。 〈參考資料〉國際期刊發表資料 1. Gong-Ru Lin, Hao-Chung Kuo, Chih-Hsien Cheng, Yi-Chien Wu, Yu-Ming Huang, Fang-Jyun Liou, and Yi-Che Lee, “Ultrafast 2 × 2 green micro-LED array for optical wireless communication beyond 5  Gbit/s”, Photonics Research 9(10), 2077-2087 (2021). View: Abstract | HTML | PDF URL: Ultrafast 2 × 2 green micro-LED array for optical wireless communication beyond 5  Gbit/s

合影左起為國立台灣大學光電所暨電機系林恭如終身特聘教授、科技部工程司李志鵬司長、國立陽明交通大學光電系郭浩中講座教授

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Ultrafast Green Micro-LED Array–Enabling High-Speed Com-munication from Smart Display –





主文來源:科技部_工程技術研究發展司 ECDA資料中心編輯