一进门、一开灯,将手机对准屋内天花板上发射器,不到一秒就可下载一部电影,还能免除射频(RF)无线电磁波对身体的伤害。别怀疑,这不是未来世界,而是正发生在我们身边。
破纪录:传输速度、距离皆世界第一
台北科技大学光电工程系特聘教授吕海涵领军的团队,突破了全球短距离无线红色激光光通信技术。
这个技术创下两个世界纪录:速度上,他的红色激光光通信技术1秒可下载10GB,是白光LED传输速度每秒1GB的10倍;传输距离,从发射器到接受端(如手机、平板计算机等)最远可达17.5m,是英国学术团队5m的3.5倍。
“以空气为传输介质的红色激光传输,可以减少电磁波干扰”,科技部次长林一平观察后这样表示。
简单地说,该技术提供了不想曝露于电磁波中,但能达到又快、又远距离的无线传输的另一选择。好比说,可以在手术房中提供高画质开刀影像,却无须担心电磁波伤身疑虑;或在高铁座舱中,克服高速移动问题,达到无线传输功能。
点阅著名光电期刊论文《OpticsExpress》网站,从2012年研究开始,该技术至今是下载率第一的论文;“技术发表后,一星期内找上门的想做技术转移厂商不下6家”,吕海涵说,包括上市公司上诠光纤等上门谈技转外,估计第一年在台湾的产值可突破新台币1亿元,日本、美国和中国专利正申请中。灵感:
从不显眼红色激光光聚焦
速度和距离的突破,竟来自不到1百元新台币的红色激光笔,一个我们已经用了超过20年的旧东西。“越不显眼,越聚焦”7个字,正是吕海涵注意到红色激光光的关键。“要手机满格,又不希望多建立靠电磁波传输的基地台,这是很矛盾的事”,他点出问题所在。
一般来说,远距离的3G、4G等无线传输,多靠着一个接一个的密集基地台,形成传输网,将信息送到人面前,但电磁波也成了无形杀手。
那么,以空气为介质的光通信,总没有伤身疑虑吧?“白光LED通信是普遍技术,却有先天问题:下载速度不够快、距离不够远。”台北科技大学光电工程系项目研究助理教授李忠益指出,目前白光通信顶多一秒下载1GB,距离平均是1m,在速度和距离上都不是最佳解决方案。
在先天不足的条件下,如何让光通信达到实用价值,传输速度快又远,是吕海涵思索的课题。不显眼的红色激光光,是他找到的方向。吕海涵解释,“确定光源是突破的第一步。与其他光源容易发散迥异,激光有聚焦性,打出去的光才会远,速度下载才会快”。定位清楚,让红色激光有了发挥空间。
以目前吕海涵团队突破的17.5m传输距离为例,在天花板架上一台发射器,即能满足近700平米办公室的无线传输容量与速度,且少掉电磁波的干扰。
他的硕博士研究论文就以激光光通信为研究方向,会注意到一支不到百元的红色激光光笔与他在中华电信研究所两年实务经验有关。
当时不到30岁的吕海涵就是在光通信草创阶段,一点一滴地“偷学”各种光源传输的原理,也累积光学和通信两种技术跨界本领,更让他体会到市场商业化的重要性。当大家拚命在主流的光纤、白光LED通信找答案时,他则注意到不显眼的红色激光光源。
“便宜不起眼,容易被忽视”,这是一般人的既定想法,但到了吕海涵手上却成了突破传输速度和距离的宝物;同时,还反转逆势为优势。
他指出,相对于主流的3G、4G,激光光研究是小池中的小池;相较之下,蓝色激光光笔高达新台币3千元,而普通红色激光光笔一支不到1百元。
因此,虽然红色激光不显眼,但是“便宜,商(业)化空间才大”,他分析说。从2012年开始,为期约两年半时间,他的团队一步步,从最早传输速度每秒仅能下载5百MB容量、慢慢提升到2.5GB,至今则是突破世界纪录,每秒可以下载10GB容量。
当然,学界也有疑虑,例如“有光就能上网通信”只是个不切实际的梦想,因为当光线被物体阻挡,通信就会中断;再者,激光光若直射或传输拦截会有安全性等问题。
针对批评,吕海涵响应:“红色激光传输并不是要取代WiFi或者4G,而是相辅相成;至于传输信息安全性,可见光只能沿着直线传播,只有处在光线传播直线上的人才能进行传输,因此信息较没有外流被窃取的疑虑。”
商机:光在台湾,投资回报率就逾300%
这个计划投注研究经费约2500万元新台币,但首年产值保守估计超过亿元,投资报酬率超过300%,这还没有将日本、中国、美国商机算进去。激光平凡,价格又不高,但定位清楚,却也能闯出大商机.平凡中的大机会,其实无所不在,关键在于你有没有眼光,发现你的梦想。
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