笨蛋日记
今天不计时 （只要我不数 今天就不算）
1.重庆终于开太阳了！放假放假！
2.掏出来我国庆前买的裙子穿了一个小时，可能它的寿命也就这半拉小时了。
3.你不得不说室友的执行力是真的强 这份剁椒拌面我剁椒都要吃完了都没能把黄豆吃完。
4.看着看着室友悄咪咪说 为什么有点像王宝强？！以后还怎么..直视王宝强。
5.pdd买的新拖鞋 可爱吧 https://t.cn/z8ASr5y
今天不计时 （只要我不数 今天就不算）
1.重庆终于开太阳了！放假放假！
2.掏出来我国庆前买的裙子穿了一个小时，可能它的寿命也就这半拉小时了。
3.你不得不说室友的执行力是真的强 这份剁椒拌面我剁椒都要吃完了都没能把黄豆吃完。
4.看着看着室友悄咪咪说 为什么有点像王宝强？！以后还怎么..直视王宝强。
5.pdd买的新拖鞋 可爱吧 https://t.cn/z8ASr5y
还在“死磕”类地行星？ 氢海行星或许也是外星生命“摇篮”
在超级地球和超小海王星之间，还可能存在另外一种行星，即氢海行星。这种行星的氢气包层很薄，使得海洋表面压强不是特别大，能够支撑生命存在。对K2-18b的观测发现，也证明了符合上述构想的系外行星是存在的。
邹远川 华中科技大学物理学院教授
探索宇宙，寻找外星生命，人类又迈出了一小步。
近日，来自英国剑桥大学的天文学家认为，氢海系外行星或是孕育外星生命的“摇篮”。研究团队发表论文称，他们发现了一类新的宜居行星，这种系外行星的质量是地球的几倍，拥有巨大的液态水海洋和富含氢气的大气层，被称为氢海行星。
也许在不久的将来，人类就能够在一颗意想不到的星球上，发现地外生命。
宜居星球不只是类地行星
“目前比较可信的氢海行星只有K2-18b一个。”邹远川直言，氢海行星是一个拥有主要由氢气所构成的薄大气层，以及由液态水（海洋）作为行星表层的系外行星。
这种行星质量范围比较广，大致在1个到10个地球质量之间，邹远川说，以目前的观测来看，氢海行星的质量，正好处在人类能观测到的地外行星主要质量范围内。但其大气只占总质量的百万分之一左右，“氢海行星大气层很薄，要发现并确定它们并不容易。”邹远川说。
自20世纪90年代初，人类首次发现太阳系之外的行星以来，我们已经发现了数千颗系外行星。在已知的数千颗系外行星中，绝大多数行星质量在地球和海王星之间，它们通常被称为超级地球或超小海王星，大多为大气富含氢的岩质行星和冰质巨行星，或介于两者之间的行星。氢海行星此前就被归属于超小海王星。
目前，地球是人类唯一知晓存在生命的天体。在系外行星搜索中，我们始终把寻找生命迹象视为重头戏。为此，天文学家主要关注与地球体积、质量、温度和大气成分相似的行星，即类地行星。
而在剑桥大学的最新研究中，研究人员认为或许不只有类地行星才宜居，此前曾被认定为非宜居行星的氢海行星，也有可能孕育生命。研究小组成员表示，氢海行星在整个银河系中似乎极其常见，它们可能拥有“极端生物”，如同能在地球上最恶劣环境中繁衍生息的生物一般。
研究人员认为，氢海行星通常比地球更炎热，其大气温度或高达200摄氏度，具体情况取决于它们的宿主恒星及其与宿主恒星的距离。
尽管氢海行星与地球有着不同的特性，但仍具有容纳大型海洋的特征，在富含氢的大气层下，或存在着行星尺度的巨大海洋。
邹远川介绍，与类地行星相比，氢海行星可能存在于恒星周围更广的空间范围。这就意味着，即使位于宜居带范围之外，仍有机会找到能够孕育生命的行星。这个发现或可改写我们对于“宜居带”的一般性认识。
氢海行星上的海洋或能孕育生命
邹远川介绍，氢海行星的质量在地球和海王星之间。同样在此质量区间，大多数超小海王星则没有支撑生命存在的条件。大多数超小海王星的质量超过地球的1.6倍。虽然这一质量要比海王星小，但还是太大了，无法像地球一样拥有岩质的内部结构。“生命不能在气体中诞生，只能在岩石核上，如果气体太厚，岩石所处的气压太高，生命就无法存在。”他说。
早期对这类行星的研究认为，它们富含氢的大气之下，压力和温度过高，无法支持生命存在。而剑桥大学研究团队最近对K2-18b的研究发现，在某些条件下，这类行星仍有机会支持生命繁衍。
这一发现让该团队开始对相关行星和恒星性质开展了更加全面、详细的调查，寻找已知或未知的系外行星中哪些可能满足这些条件，以及是否有机会观测到它们的生物信号。
邹远川说，这类行星还包含潮汐锁定的暗氢海行星，它们可能只有在永久背阴面具有宜居条件；还包括只能接收到来自恒星少量辐射的冷氢海行星。
也有研究认为，氢海行星有条件支持地外生命存在的观点，更重要的是这类行星的数量和可观测性均高于类地行星，这将大大加速人类对太阳系之外的生命搜索工作。
“最新的研究成果并没有推翻之前的行星研究结论。”邹远川坦言，新研究只是说在超级地球和超小海王星之间，还可能存在另外一种行星，即氢海行星。这种行星的氢气包层很薄，使得海洋表面压强不是特别大，能够支撑生命存在。对K2-18b的观测发现，也证明了符合上述构想的系外行星是存在的。
生命形态极可能是微生物
可以肯定的是，氢海行星为人类在寻找地外生命的道路上开辟了一条全新途径。
剑桥大学研究人员认为，氢海行星大气中可能存在一些微量的生物标记物。不久的将来，人类或许可以通过光谱观测发现这些标记物。
目前，该研究团队确定了一个相当大的潜在氢海行星样本库，这些样本可以成为下一代望远镜详细研究的候选对象。
同时，仅仅依靠质量大小不足以确认一颗行星的具体情况，还需从温度和大气性质等其他方面进行更详细地研究。
邹远川说，氢海行星比类地行星尺寸更大、温度更高，其大气富含氢，使得它们的大气特征更容易被探测到。
他介绍，类似氢海行星这样的行星，在已知的系外行星中占了大多数。从光谱上探测氢海行星大气中的生物标记，需要更加强大的望远镜，即将发射的詹姆斯·韦伯望远镜正是一个适合用于此项研究的望远镜。
从过程上看，对氢海行星的探测与探测类地行星是相同的，即先利用专用的行星探测望远镜找到地外行星，再在其中搜寻可能的候选体，然后利用超大望远镜进行详细观测。
值得注意的是，虽然氢海行星是一种可能孕育生命的行星，但一方面，可以成为氢海行星的限制条件仍比较多，目前比较可信的候选体也只有一个；另一方面，即便该类行星能够孕育生命，也极有可能是微生物，因为氢海行星的大气中没有氧气, 无法支撑需进行有氧呼吸的大型动植物存活。
邹远川介绍，对于寻找地外生命，目前的主流还是搜寻类地行星。如2009年至2013年，美国国家航空航天局（NASA）使用的开普勒空间望远镜；2018年发射、设计寿命到2020年但目前依然在服役的TESS小型空间望远镜；欧洲航天局在2015年发射、设计使用到2025年的PLATO空间望远镜，都是主要的地外行星发现者，但目前还没有探测到一颗真正意义上的另一个地球。
邹远川说，目前我国上海天文台研究员葛健提出了地球2.0计划，经过长时间的观测，有望找到质量、体积、轨道周期等各项参数都和地球一致的“姐妹星”，再利用大型望远镜对该行星进行有针对性的长时间观测（包括成像和光谱观测），在邹远川看来，这将是最有可能找到地外生命的方式。
来源：科技日报
在超级地球和超小海王星之间，还可能存在另外一种行星，即氢海行星。这种行星的氢气包层很薄，使得海洋表面压强不是特别大，能够支撑生命存在。对K2-18b的观测发现，也证明了符合上述构想的系外行星是存在的。
邹远川 华中科技大学物理学院教授
探索宇宙，寻找外星生命，人类又迈出了一小步。
近日，来自英国剑桥大学的天文学家认为，氢海系外行星或是孕育外星生命的“摇篮”。研究团队发表论文称，他们发现了一类新的宜居行星，这种系外行星的质量是地球的几倍，拥有巨大的液态水海洋和富含氢气的大气层，被称为氢海行星。
也许在不久的将来，人类就能够在一颗意想不到的星球上，发现地外生命。
宜居星球不只是类地行星
“目前比较可信的氢海行星只有K2-18b一个。”邹远川直言，氢海行星是一个拥有主要由氢气所构成的薄大气层，以及由液态水（海洋）作为行星表层的系外行星。
这种行星质量范围比较广，大致在1个到10个地球质量之间，邹远川说，以目前的观测来看，氢海行星的质量，正好处在人类能观测到的地外行星主要质量范围内。但其大气只占总质量的百万分之一左右，“氢海行星大气层很薄，要发现并确定它们并不容易。”邹远川说。
自20世纪90年代初，人类首次发现太阳系之外的行星以来，我们已经发现了数千颗系外行星。在已知的数千颗系外行星中，绝大多数行星质量在地球和海王星之间，它们通常被称为超级地球或超小海王星，大多为大气富含氢的岩质行星和冰质巨行星，或介于两者之间的行星。氢海行星此前就被归属于超小海王星。
目前，地球是人类唯一知晓存在生命的天体。在系外行星搜索中，我们始终把寻找生命迹象视为重头戏。为此，天文学家主要关注与地球体积、质量、温度和大气成分相似的行星，即类地行星。
而在剑桥大学的最新研究中，研究人员认为或许不只有类地行星才宜居，此前曾被认定为非宜居行星的氢海行星，也有可能孕育生命。研究小组成员表示，氢海行星在整个银河系中似乎极其常见，它们可能拥有“极端生物”，如同能在地球上最恶劣环境中繁衍生息的生物一般。
研究人员认为，氢海行星通常比地球更炎热，其大气温度或高达200摄氏度，具体情况取决于它们的宿主恒星及其与宿主恒星的距离。
尽管氢海行星与地球有着不同的特性，但仍具有容纳大型海洋的特征，在富含氢的大气层下，或存在着行星尺度的巨大海洋。
邹远川介绍，与类地行星相比，氢海行星可能存在于恒星周围更广的空间范围。这就意味着，即使位于宜居带范围之外，仍有机会找到能够孕育生命的行星。这个发现或可改写我们对于“宜居带”的一般性认识。
氢海行星上的海洋或能孕育生命
邹远川介绍，氢海行星的质量在地球和海王星之间。同样在此质量区间，大多数超小海王星则没有支撑生命存在的条件。大多数超小海王星的质量超过地球的1.6倍。虽然这一质量要比海王星小，但还是太大了，无法像地球一样拥有岩质的内部结构。“生命不能在气体中诞生，只能在岩石核上，如果气体太厚，岩石所处的气压太高，生命就无法存在。”他说。
早期对这类行星的研究认为，它们富含氢的大气之下，压力和温度过高，无法支持生命存在。而剑桥大学研究团队最近对K2-18b的研究发现，在某些条件下，这类行星仍有机会支持生命繁衍。
这一发现让该团队开始对相关行星和恒星性质开展了更加全面、详细的调查，寻找已知或未知的系外行星中哪些可能满足这些条件，以及是否有机会观测到它们的生物信号。
邹远川说，这类行星还包含潮汐锁定的暗氢海行星，它们可能只有在永久背阴面具有宜居条件；还包括只能接收到来自恒星少量辐射的冷氢海行星。
也有研究认为，氢海行星有条件支持地外生命存在的观点，更重要的是这类行星的数量和可观测性均高于类地行星，这将大大加速人类对太阳系之外的生命搜索工作。
“最新的研究成果并没有推翻之前的行星研究结论。”邹远川坦言，新研究只是说在超级地球和超小海王星之间，还可能存在另外一种行星，即氢海行星。这种行星的氢气包层很薄，使得海洋表面压强不是特别大，能够支撑生命存在。对K2-18b的观测发现，也证明了符合上述构想的系外行星是存在的。
生命形态极可能是微生物
可以肯定的是，氢海行星为人类在寻找地外生命的道路上开辟了一条全新途径。
剑桥大学研究人员认为，氢海行星大气中可能存在一些微量的生物标记物。不久的将来，人类或许可以通过光谱观测发现这些标记物。
目前，该研究团队确定了一个相当大的潜在氢海行星样本库，这些样本可以成为下一代望远镜详细研究的候选对象。
同时，仅仅依靠质量大小不足以确认一颗行星的具体情况，还需从温度和大气性质等其他方面进行更详细地研究。
邹远川说，氢海行星比类地行星尺寸更大、温度更高，其大气富含氢，使得它们的大气特征更容易被探测到。
他介绍，类似氢海行星这样的行星，在已知的系外行星中占了大多数。从光谱上探测氢海行星大气中的生物标记，需要更加强大的望远镜，即将发射的詹姆斯·韦伯望远镜正是一个适合用于此项研究的望远镜。
从过程上看，对氢海行星的探测与探测类地行星是相同的，即先利用专用的行星探测望远镜找到地外行星，再在其中搜寻可能的候选体，然后利用超大望远镜进行详细观测。
值得注意的是，虽然氢海行星是一种可能孕育生命的行星，但一方面，可以成为氢海行星的限制条件仍比较多，目前比较可信的候选体也只有一个；另一方面，即便该类行星能够孕育生命，也极有可能是微生物，因为氢海行星的大气中没有氧气, 无法支撑需进行有氧呼吸的大型动植物存活。
邹远川介绍，对于寻找地外生命，目前的主流还是搜寻类地行星。如2009年至2013年，美国国家航空航天局（NASA）使用的开普勒空间望远镜；2018年发射、设计寿命到2020年但目前依然在服役的TESS小型空间望远镜；欧洲航天局在2015年发射、设计使用到2025年的PLATO空间望远镜，都是主要的地外行星发现者，但目前还没有探测到一颗真正意义上的另一个地球。
邹远川说，目前我国上海天文台研究员葛健提出了地球2.0计划，经过长时间的观测，有望找到质量、体积、轨道周期等各项参数都和地球一致的“姐妹星”，再利用大型望远镜对该行星进行有针对性的长时间观测（包括成像和光谱观测），在邹远川看来，这将是最有可能找到地外生命的方式。
来源：科技日报
#你不知道的科学那些事儿# 【可见光通信了解一下[来]没有辐射隐忧，使用起来更安全[鼓掌]】可见光即电磁波谱中人眼可以感知的部分，除了提供给人类丰富的色彩世界、照亮夜晚的黑，业已被科研人员逐步发掘出更多潜力，可见光通信便是其中之一。
可见光通信技术的原理是将需要传输的信息调制到发光二极管（LED）的驱动电流上，使LED灯具以极高的频率闪烁。
闪烁频率可以躲过人眼，却绕不过光电探测器，后者只需检测到这种高频闪烁携带的通信信息，就可以对LED灯光照射下的电器进行万能遥控，还可以让计算机、手机连接上互联网。
近日，电子科技大学教授巫江与萨里大学、剑桥大学等科研人员共同在《自然—电子》上发表论文，系统论述了有机半导体、胶体量子点和金属卤化物钙钛矿材料的发展，及其LED器件的性能改进和器件创新，探讨了新型光源的带宽调制机理与外量子效率的优化策略，尤其是新型LED光源在片上光互连和Li-Fi（Light Fidelity）等应用场景。
可见光的妙用
谈到无线网，人们更熟悉的是肉眼不可见的电磁波。且不论是2G还是现在的5G，皆由其将移动终端接入互联网。而随着光纤通信的发展，光的传输又重回大众视野。其实，早在19世纪80年代，电话的发明人亚历山大·贝尔就曾提出“光子电话”的概念，即将语音信号调制在太阳光中，可以实现在数百米之外的地方接收并转换回语音信号。这个想法虽然过于“前卫”，但是光能传递信号一事却一直被可见光研究人员铭记于心。
“不论贝尔曾经提出的太阳光传输信号，还是现在的光纤通信乃至可见光通信，原理并无太大差异，都是由发射器发出信息，再由接收器‘翻译’，主要区别只是传输介质不同。”巫江在接受《中国科学报》采访时解释说。发射的信息只有0和1两种状态，但是经过编码的可见光波就可生成不同组合的编码，传递复杂的信息。“如果遮挡光线是0，无遮挡是1，那么可见光在人眼无法捕捉的快速闪烁中就可完成信息传递。”
在中国科学院半导体研究所可见光通信实验室中，一盏暖白色的灯在白天也亮着。它负责的不仅仅是照明，还将房间内的电脑、空调、电视等电器连接在一起，只需呼唤智能音箱，使用者便可借助灯光随意控制房间内任意电器。其秘密就在每个电器终端安装的一个小小接收器上。“你看我用手遮挡接收器时，智能音箱便无法将指令传过来。”中国科学院半导体研究所光电子研发中心研究员陈雄斌在接受《中国科学报》采访时进行了可见光智能家居系统的功能演示和原理讲解。
作为实验室负责人，他早在2008年就开始从事可见光通信技术研究。团队经过夜以继日的攻坚克难，先后在2009年的中国国际工业博览会和2010年的上海世博会上公开展示可见光通信技术研究成果。2017年，通过主持可见光通信国家重点研发计划项目，陈雄斌逐步将可见光通信技术工程化并进行了商业化推广。
在他眼中，可见光通信的劣势也是优势。“很多人担心光线容易被遮挡，影响信号传递，但反过来想，光是直线传播，虽然无法穿透不透明的阻隔，但如果在光线直射下，信号则会更强，而且保密性更佳。甚至即便是充当可见光发射点的两盏很近的灯，也不会互相产生影响，反而会因为两个点直射的信号覆盖范围不交叉而保证了很好的通信信噪比。”陈雄斌认为，可见光通信的信号使用安全性高、可见易控，靠透镜和灯罩就可以灵活控制信号覆盖区域，同时能通过肉眼观察信号覆盖区域，并能有效防止信息泄露，是保障室内人口密集区域通信容量的最佳选择。
就目前研究结论看，LED可见光通信除了信号光源发射功率高的优势外，还可以省去再额外拉线安装互联网接口的麻烦。且相较于电磁波而言，可见光没有辐射的隐忧，使用起来更安全。此外，像医院、核电站和空间站等对电磁干扰有严格限制的场合，可见光通信也能派上用场。由此，可见光通信既解决了无线频谱资源拓展的问题，也解决了能源环保问题。
为什么是LED
既然可见光通信具有独特的优势，那么为何白炽灯年代不推广可见光通信技术，而非得是LED时代呢？受访专家解释说，首先，LED具备多方面的优势，例如使用寿命长、安全可靠以及节能度高等，被普遍认为属于下一代主流照明技术；其次，用固态半导体芯片作为发光材料的LED，更容易被人“控制”。
而让LED成为可见光通信的载体，先要解决的是光信号接收问题。在LED可见光通信系统中，存在着强烈的背景噪声及电路固有噪声的干扰，同时随着传输距离的加大，接收机接收到的信号十分微弱，因此需要更灵敏的接收器，同时要对信号进行前置处理，摒除干扰。
之后需要解决的就是调制、编码以及解调技术问题。目前，LED可见光无线通信系统大多采用强度调制的直接检测非相干系统，编码方式大多为二进制开关键控（OOK）编码，传递效率较低，也可以采用光学组编码形式如脉冲位置调制来达到更高的发送速率。
另外，还需要码间干扰克服技术支持。在室内LED可见光通信系统中，LED光源具有较大的发射功率和宽广的辐射角，光线分布在整个房间。OOK编码器输出的矩形脉冲在传播过程中，由于LED单元灯分布位置不同，以及大气信道中存在的粒子散射，导致了不同的传输延迟。光脉冲会在时间上延伸，每个符号的脉冲将加宽延伸到相邻符号的时间间隔内，产生码间干扰（ISI），此时就需要采用抗扰动滤波器的相关电平编码，降低ISI的影响。
随着研究的深入，除了最初的白光LED，国内外研究人员也对RGB LED、OLED、Micro LED，以及激光灯都进行了相关研究。
陈雄斌开始研究时也曾遇到过灯光闪烁、通信速率低等问题。但在其团队不懈努力下，能用室内照明最常用的荧光型LED做高速可见光通信成为了他们的技术特色。2014年，他们在Optics Express期刊上发表的成果显示，OOK调制速率可达550Mbps；2020年，在荧光型LED为光源、PIN管做探测器的前提下，OOK调制速率达到1.2Gbps、传输距离3.4米时，没加检错纠错时平均误码率1.61×10-5，系统的3dB带宽已经拓展到了498MHz。
未来可期
“随着环保节能减碳日益受到重视，半导体照明的应用也日益广泛。传统LED相对成本较低，虽然目前LED的主要赛道还是显示器与照明器材，但是随着通信技术的积累与材料的拓宽，可见光通信未来的应用场景将越来越广泛。”巫江说。
在论文中，巫江与其他作者设想了几种可见光通信的应用场景。例如，像自动驾驶这样对延时要求严格的短程通信集成组件，或者柔性生物传感器，再或者水下通信，以及用于精确跟踪和定位的物联网传感器和室内数据服务等。“我个人认为，可见光通信将在原来的电磁波无线网技术解决方案基础上提供更多的新内容，是增量的过程，而不是简单地重复现有的技术。”巫江举例说，“不久前郑州遭遇内涝时，基站罢工，手机信号全无，造成出行困难。如果可见光照明可以应用，那么只需要在高楼上安装灯塔就可以作为紧急的数据连接点，用于应急通信。如果遭遇大面积停电，使用无人机替代也可。”
不仅如此，如果将可见光与柔性织物相结合，那么柔性织物在进行显示的同时也可以成为无线网的发射或者接收方。
“既然光能传递信号，那么以后的电视广告，也不再需要在屏幕上显示二维码，有购买需求的观众只需打开摄像头就能自动扫描到电视机背光源传递的隐形产品链接。”陈雄斌说，“我希望可见光通信有更大空间施展拳脚，例如在金属密闭空间内，电磁波因为强反射可能会产生严重干扰，但是可见光不会，希望有机会与有需求的机构合作，拓宽可见光通信的应用范围。”
最后，巫江表示，虽然可见光应用领域广泛，但是信号发射器与接收器等元器件的集成、如何与现有平台更好地融合，以及国际应用标准的建立等都需要时间。https://t.cn/A6IePpxe
可见光通信技术的原理是将需要传输的信息调制到发光二极管（LED）的驱动电流上，使LED灯具以极高的频率闪烁。
闪烁频率可以躲过人眼，却绕不过光电探测器，后者只需检测到这种高频闪烁携带的通信信息，就可以对LED灯光照射下的电器进行万能遥控，还可以让计算机、手机连接上互联网。
近日，电子科技大学教授巫江与萨里大学、剑桥大学等科研人员共同在《自然—电子》上发表论文，系统论述了有机半导体、胶体量子点和金属卤化物钙钛矿材料的发展，及其LED器件的性能改进和器件创新，探讨了新型光源的带宽调制机理与外量子效率的优化策略，尤其是新型LED光源在片上光互连和Li-Fi（Light Fidelity）等应用场景。
可见光的妙用
谈到无线网，人们更熟悉的是肉眼不可见的电磁波。且不论是2G还是现在的5G，皆由其将移动终端接入互联网。而随着光纤通信的发展，光的传输又重回大众视野。其实，早在19世纪80年代，电话的发明人亚历山大·贝尔就曾提出“光子电话”的概念，即将语音信号调制在太阳光中，可以实现在数百米之外的地方接收并转换回语音信号。这个想法虽然过于“前卫”，但是光能传递信号一事却一直被可见光研究人员铭记于心。
“不论贝尔曾经提出的太阳光传输信号，还是现在的光纤通信乃至可见光通信，原理并无太大差异，都是由发射器发出信息，再由接收器‘翻译’，主要区别只是传输介质不同。”巫江在接受《中国科学报》采访时解释说。发射的信息只有0和1两种状态，但是经过编码的可见光波就可生成不同组合的编码，传递复杂的信息。“如果遮挡光线是0，无遮挡是1，那么可见光在人眼无法捕捉的快速闪烁中就可完成信息传递。”
在中国科学院半导体研究所可见光通信实验室中，一盏暖白色的灯在白天也亮着。它负责的不仅仅是照明，还将房间内的电脑、空调、电视等电器连接在一起，只需呼唤智能音箱，使用者便可借助灯光随意控制房间内任意电器。其秘密就在每个电器终端安装的一个小小接收器上。“你看我用手遮挡接收器时，智能音箱便无法将指令传过来。”中国科学院半导体研究所光电子研发中心研究员陈雄斌在接受《中国科学报》采访时进行了可见光智能家居系统的功能演示和原理讲解。
作为实验室负责人，他早在2008年就开始从事可见光通信技术研究。团队经过夜以继日的攻坚克难，先后在2009年的中国国际工业博览会和2010年的上海世博会上公开展示可见光通信技术研究成果。2017年，通过主持可见光通信国家重点研发计划项目，陈雄斌逐步将可见光通信技术工程化并进行了商业化推广。
在他眼中，可见光通信的劣势也是优势。“很多人担心光线容易被遮挡，影响信号传递，但反过来想，光是直线传播，虽然无法穿透不透明的阻隔，但如果在光线直射下，信号则会更强，而且保密性更佳。甚至即便是充当可见光发射点的两盏很近的灯，也不会互相产生影响，反而会因为两个点直射的信号覆盖范围不交叉而保证了很好的通信信噪比。”陈雄斌认为，可见光通信的信号使用安全性高、可见易控，靠透镜和灯罩就可以灵活控制信号覆盖区域，同时能通过肉眼观察信号覆盖区域，并能有效防止信息泄露，是保障室内人口密集区域通信容量的最佳选择。
就目前研究结论看，LED可见光通信除了信号光源发射功率高的优势外，还可以省去再额外拉线安装互联网接口的麻烦。且相较于电磁波而言，可见光没有辐射的隐忧，使用起来更安全。此外，像医院、核电站和空间站等对电磁干扰有严格限制的场合，可见光通信也能派上用场。由此，可见光通信既解决了无线频谱资源拓展的问题，也解决了能源环保问题。
为什么是LED
既然可见光通信具有独特的优势，那么为何白炽灯年代不推广可见光通信技术，而非得是LED时代呢？受访专家解释说，首先，LED具备多方面的优势，例如使用寿命长、安全可靠以及节能度高等，被普遍认为属于下一代主流照明技术；其次，用固态半导体芯片作为发光材料的LED，更容易被人“控制”。
而让LED成为可见光通信的载体，先要解决的是光信号接收问题。在LED可见光通信系统中，存在着强烈的背景噪声及电路固有噪声的干扰，同时随着传输距离的加大，接收机接收到的信号十分微弱，因此需要更灵敏的接收器，同时要对信号进行前置处理，摒除干扰。
之后需要解决的就是调制、编码以及解调技术问题。目前，LED可见光无线通信系统大多采用强度调制的直接检测非相干系统，编码方式大多为二进制开关键控（OOK）编码，传递效率较低，也可以采用光学组编码形式如脉冲位置调制来达到更高的发送速率。
另外，还需要码间干扰克服技术支持。在室内LED可见光通信系统中，LED光源具有较大的发射功率和宽广的辐射角，光线分布在整个房间。OOK编码器输出的矩形脉冲在传播过程中，由于LED单元灯分布位置不同，以及大气信道中存在的粒子散射，导致了不同的传输延迟。光脉冲会在时间上延伸，每个符号的脉冲将加宽延伸到相邻符号的时间间隔内，产生码间干扰（ISI），此时就需要采用抗扰动滤波器的相关电平编码，降低ISI的影响。
随着研究的深入，除了最初的白光LED，国内外研究人员也对RGB LED、OLED、Micro LED，以及激光灯都进行了相关研究。
陈雄斌开始研究时也曾遇到过灯光闪烁、通信速率低等问题。但在其团队不懈努力下，能用室内照明最常用的荧光型LED做高速可见光通信成为了他们的技术特色。2014年，他们在Optics Express期刊上发表的成果显示，OOK调制速率可达550Mbps；2020年，在荧光型LED为光源、PIN管做探测器的前提下，OOK调制速率达到1.2Gbps、传输距离3.4米时，没加检错纠错时平均误码率1.61×10-5，系统的3dB带宽已经拓展到了498MHz。
未来可期
“随着环保节能减碳日益受到重视，半导体照明的应用也日益广泛。传统LED相对成本较低，虽然目前LED的主要赛道还是显示器与照明器材，但是随着通信技术的积累与材料的拓宽，可见光通信未来的应用场景将越来越广泛。”巫江说。
在论文中，巫江与其他作者设想了几种可见光通信的应用场景。例如，像自动驾驶这样对延时要求严格的短程通信集成组件，或者柔性生物传感器，再或者水下通信，以及用于精确跟踪和定位的物联网传感器和室内数据服务等。“我个人认为，可见光通信将在原来的电磁波无线网技术解决方案基础上提供更多的新内容，是增量的过程，而不是简单地重复现有的技术。”巫江举例说，“不久前郑州遭遇内涝时，基站罢工，手机信号全无，造成出行困难。如果可见光照明可以应用，那么只需要在高楼上安装灯塔就可以作为紧急的数据连接点，用于应急通信。如果遭遇大面积停电，使用无人机替代也可。”
不仅如此，如果将可见光与柔性织物相结合，那么柔性织物在进行显示的同时也可以成为无线网的发射或者接收方。
“既然光能传递信号，那么以后的电视广告，也不再需要在屏幕上显示二维码，有购买需求的观众只需打开摄像头就能自动扫描到电视机背光源传递的隐形产品链接。”陈雄斌说，“我希望可见光通信有更大空间施展拳脚，例如在金属密闭空间内，电磁波因为强反射可能会产生严重干扰，但是可见光不会，希望有机会与有需求的机构合作，拓宽可见光通信的应用范围。”
最后，巫江表示，虽然可见光应用领域广泛，但是信号发射器与接收器等元器件的集成、如何与现有平台更好地融合，以及国际应用标准的建立等都需要时间。https://t.cn/A6IePpxe
✋热门推荐