超高速綠光微型LED 光通訊1秒傳輸一部高畫質電影

新網記者麻念台台北特稿
2022/2/15 下午 01:13:48 / 科技新知

　台大、陽明交大與日本東京大學團隊研發超高速綠光微型LED，成功達到全球最快傳輸速度5Gbps，相當於不到1秒鐘就能傳輸一片DVD或1部高畫質電影。

國立臺灣大學光電所教授林恭如介紹超高速綠光微型LED。(歸鴻亭攝影)

　科技部工程技術研究發展司司長李志鵬說明，該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教授林恭如與國立陽明交通大學教授郭浩中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, G-LED)，達成自由空間中超過50億位元/秒(5-Gbps)可見光無線通信數據傳輸的全球最快紀錄。

　林恭如表示，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1萬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, 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。

科技部工程技術研究發展司司長李志鵬說明綠光微型LED可見光無線通信數據傳輸的全球最快紀錄。(歸鴻亭攝影)

　郭浩中指出，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。

　未來元宇宙的世界中，穿戴式裝置是其中重要一環，不只顯示亮度要夠，也要可以大量傳輸資料，因此把光當作傳輸資料方式，就算在人群密集時，光通訊也不會發生塞車狀況。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。

郭浩中(右)指出超高速綠光微型LED陣列的研究成果是自由空間光通訊研究發展的最後一哩路。(歸鴻亭攝影)

　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。

自左至右為林恭如、李志鵬與郭浩中。(歸鴻亭攝影)

　由林恭如與郭浩中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。