為台灣加油打氣專欄(51)可見光通訊/李家同(作者為本會理事長)

張貼日期：2016/3/29 上午 06:03:51

    我們現在用手機通訊，乃是利用電磁波，這種電磁波是肉眼看不見的，現在很多人在研究用可見光來通訊。可見光通訊，其實並不是新的玩意兒，各位看電影常看到軍艦和軍艦之間會有人用燈光的閃爍來通訊，當然我們要有一種約定的訊號，比方說三長兩短代表某一個英文字母。 

我們現在的通訊，主要是送一連串的1或0，舉例來說，我們可能要送1101001101，如果我們用可見光來通訊，光亮就是1，光暗就是  0，但是現代化的通訊，在一秒鐘內我們要送十億個1或  0，也就是說，我們的光在1秒鐘內，在作十億次閃或不閃，問題也就不簡單了。 

可見光通訊有什麼好處呢？我現在舉一個例子：

(1)       目前我們用WIFI通訊，室內說要裝一個存取點(access point)，如果我們的手機在室內要上網，我們是將訊號傳送到這個存取點。現在，我們只要有一盞燈，當然燈要連上一個積體電路，這個電路可以使得燈光在一秒鐘的閃爍十億次，我們的電腦當然也要裝一個設備，我們就可以上網了。當然我們不能離燈太遠，因為我們畢竟是在利用可見光通訊。

(2)       醫院裡當然有很多的儀器，護士們會將這些儀器搬來搬去，但是當護士們交接的時候，必需盤點所有的儀器，用可見光通訊只要每一盞燈有一個號碼，儀器在哪裡就完全知道了，否則一次盤點會花上好多時間。

(3)       在展覽場，每一個展覽品旁裝一盞燈，看展覽的人走到這一個展覽品前面，就可以聽到關於這個展覽品的資料。

(1)       我們現在所利用的電磁波，在水內無法傳播的，用可見光可以使得兩個人在水中可通訊。

可見光通訊不會取代現在的電磁波的，因為可見光只能在短距離內通訊。

 大家一定會問，可見光的光源是什麼？現在工程師利用的光源是LED，LED是light emitting diode (發光二極體)的縮寫，顧名思義，LED僅僅是一個二極體(電晶體是三極體)，圖一所表示的就是一個二極體。

    （圖一）

所有的困難在於發光二極體必須在一秒鐘內閃動十億次，要如此快速地閃光，發光二極體的體積必須非常之小，因為一個二極體體積變小，它裡面的電容也會變小，二極體的電容在平時是沒有什麼作用的，但是，一旦碰到高頻率的訊號時，電容就會有相當大的副作用。 

可是將一個發光二極體變小了，問題又來了，那就是亮度也會變小，虧得台灣的工程師有一種技術，可以將很多發光二極體串聯起來，如圖二所示：  

（圖二）

        很多個發光二極體連在一起，每一個體積都非常小，可是光度可以仍然夠強，發光二極體串聯起來以後，我們可以說它仍然是一個二極體，不同的地方是，這種二極體所需要的電壓比較大，因此，它們被稱為高電壓二極體，這種高電壓二極體的電流卻很小，所以最後所需要的能量是一樣的。

 發光二極體這個產業必須要有新的技術和應用，在中國大陸有相當多的發光二極體工廠，我們在台灣，在這個產業上，當然一定要有新的產品，也就是說我們的產品要有差異性，當初，高電壓二極體並不是用來做可見光通訊的，但是這種技術卻幫助了我們的工程師，使我們的工程師能夠有自己的技術，可以發展可見光通訊，由此可見，我們一定要自己擁有關鍵性的技術，否則也談不上有什麼創新了。