
iPhone X手機另外一個亮點就是OLED全面屏。
OLED學名是“有機發(fā)光二極管”(Organic Light-Emitting Diode),是一種有機自發(fā)光材料,相比LCD等其他液晶屏最大的特點在于“自發(fā)光”,不需要背光模組!

沒有背光模組,就意味著可以超薄、省電、廣色域、可彎曲、廣視角!
然而LCD液晶屏已經(jīng)霸屏的十幾年,它的成像原理是這樣的。

對比可以看出LCD利用了液晶能夠成像的原理,而OLED利用了“有機物”能夠成像的原理,然而目前對OLED中的有機物發(fā)光所述甚少,實際這是一個偉大的課題!
有機物是什么?有機物不是碳氫化合物嗎?沒錯,就是構(gòu)成生物的基礎(chǔ)物質(zhì),今天我們就來探討一下生命有機物和發(fā)光之間的有趣關(guān)系!
OLED使用的有機發(fā)光材料,一是以染料及顏料為材料的小分子器件系統(tǒng),另一則以共軛性高分子為材料的高分子器件系統(tǒng)。
當前投入量產(chǎn)的OLED組件,全是使用小分子有機發(fā)光材料,即有機染料,也可稱為細胞色素。
那么為什么OLED中的有機染料能夠發(fā)光呢?
這就需要用到量子力學中2個重要的概念,一個是“波爾原子模型”,另一個是“泡利不相容原理”。

1913年,波爾在其老師盧瑟福的“葡萄干原子模型”基礎(chǔ)上,提出電子在一些特定的可能軌道上繞核作圓周運動,離核愈遠能量愈高,電子從一個軌道躍遷到另一個軌道時原子才發(fā)射或吸收能量,即“波爾原子模型”;

1925年,波爾的學生泡利為了解釋反常塞曼效應(yīng),提出了“不相容原理”,原理給出在各個原子里電子的排布方法─每個新電子會占據(jù)最低能量空位。
所以,OLED中用陰極和陽極形成的電壓后,陰極的電子流過有機染料分子,和分子內(nèi)的電子發(fā)生碰撞,當高能電子躍向低能軌道,就會向外輻射熒光。
咦?如此說來,如果在OLED的陰極和陽極中間夾上其他物質(zhì),不是也可能出現(xiàn)電子的躍遷嗎?
對,但是不同物質(zhì)電子躍遷對波長有要求,而有機染料的C元素和H元素能夠吸收可見光,所以,冥冥之中之中注定有機物和發(fā)光有關(guān)系!
1894年,法國化學家盧米埃爾兄弟利用馬鈴薯顆粒制作彩色相片開始,目前有機染料已經(jīng)深入到了人類生活中的各個領(lǐng)域,比如光盤、液晶顯示、電子相機、打印機、太陽能電池等等都大量利用了有機染料。
下面我們要聊的是應(yīng)用有機染料的最炫一個科技領(lǐng)域:染料激光。
作為功能性色素在高科技中應(yīng)用的染料,最早的應(yīng)該就是激光染料,始于1966年。
1960年,世界上第一臺激光器-紅寶石激光器誕生,1966年則研制成功可調(diào)諧波長的激光器-染料激光器。

激光的原理依然是“波爾原子模型”和“泡利不相容原理”,如果分子在激發(fā)狀態(tài)下,與能量相匹配的光量子相互作用,則可以誘發(fā)受激輻射,有機染料的分子處于受激輻射狀態(tài),高能電子躍遷到低能狀態(tài),向外輻射熒光,熒光經(jīng)過諧振腔內(nèi)多次反復(fù)傳播,使光輻射被放大很多倍,從而形成一束強度很大、方向集中的光,這就是激光。
染料激光的突出優(yōu)點是對于輸出的激光波長可以連續(xù)可調(diào),染料分子中參與光的吸收或激光輻射的電子處于分子的共軛雙鍵中:

目前,已獲得運轉(zhuǎn)的激光染料達500多種,其中最常用的有以下四類:吐噸類染料、香豆素類染料、惡嗪染料、花青類染料。
1911年,人們竟首次用“雙花青染料”這種有機物的方法證明了“人體輝光”是確實存在。
當時倫敦有位叫華爾德的醫(yī)生,用雙花青染料刷染過的玻璃屏,發(fā)現(xiàn)了環(huán)繞人體15毫米寬的發(fā)光邊緣。這種發(fā)光邊緣的形狀和色彩,隨人體的健康狀況而改變。以下是體光儀(亦稱Kirlian)拍攝的人體光暈。

那么,當激光穿過人體的DNA時會發(fā)生什么現(xiàn)象呢?那就是“DNA幻影效應(yīng)”。
DNA幻影效應(yīng),最初是俄羅斯科學院使用激光光子相關(guān)光譜儀(laser photon correlation spectrometer, LPCS)測量溶液中DNA的振動模式時發(fā)現(xiàn)的。伽利耶夫(Peter Gariaev)和琶普寧(Vladimir Poponin)對此進行了分析和解釋。
1995年,Poponin發(fā)表了關(guān)于此實驗的研究論文,實驗中用到的激光光子相關(guān)光譜儀裝置原理如下。

DNA樣本射入一束激光后,這束激光居然變成了“螺旋狀”,好像穿過了水晶物質(zhì)一樣(折射角發(fā)生變化)。
更不可思議的是,當移出管中的DNA樣本后,這束激光仍然保持“螺旋狀”。
如今,激光技術(shù)已經(jīng)進入人類的各種生活領(lǐng)域,如天文測距、光纖通信、激光光盤、大氣污染檢測、腫瘤切除、激光打印機、甚至是條碼掃描器。
接下累我們來看看激光目前最炫目的一個應(yīng)用,那就是:全息影像。
1947年,英國匈牙利裔物理學家丹尼斯·蓋伯發(fā)明了全息投影術(shù),他因此項工作獲得了1971年的諾貝爾物理學獎。其實,這個發(fā)明是蓋伯在英國BTH公司研究增強電子顯微鏡性能手段時的偶然發(fā)現(xiàn),此后,這項技術(shù)也就一直應(yīng)用于電子顯微技術(shù)中,在這個領(lǐng)域中被稱為電子全息投影技術(shù)。
1960年,激光的發(fā)明才使全息投影技術(shù)取得了實質(zhì)性的進展。第一張實際記錄了三維物體的光學全息投影照片是在1962年由蘇聯(lián)科學家尤里·丹尼蘇克拍攝的。
全息投影技術(shù)本質(zhì)就是實現(xiàn)三維圖像的記錄和再現(xiàn)。
第一步:記錄,即拍攝過程:被攝物體在激光輻照下形成漫射式的物光束;另一部分激光作為參考光束射到全息底片上,和物光束疊加產(chǎn)生干涉,把物體光波上各點的位相和振幅轉(zhuǎn)換成在空間上變化的強度,從而利用干涉條紋間的反差和間隔將物體光波的全部信息記錄下來。記錄著干涉條紋的底片經(jīng)過顯影、定影等處理程序后,便成為一張全息圖,或稱全息照片。

第二步:再現(xiàn),即成象過程:全息圖猶如一個復(fù)雜的光柵,在相干激光照射下,一張線性記錄的正弦型全息圖的衍射光波一般可給出兩個象,即原始象(又稱初始像)和共軛像。再現(xiàn)的圖像立體感強,具有真實的視覺效應(yīng)。全息圖的每一部分都記錄了物體上各點的光信息,故原則上它的每一部分都能再現(xiàn)原物的整個圖像,通過多次曝光還可以在同一張底片上記錄多個不同的圖像,而且能互不干擾地分別顯示出來。

等等,全息投影出了再現(xiàn)原始圖像,還能產(chǎn)生“共軛圖像”?
這里不得不停下來說下達芬奇。
對,大家都知道文藝復(fù)興三杰之一的達芬奇總是喜歡用左手反寫的方式寫字,但為什么達芬奇的手稿中只有文字是反寫,而圖畫都沒有反寫呢?難道他在告訴世人所看到的都是共軛圖像嗎?
古希臘數(shù)學家阿波羅尼奧斯發(fā)表了曠世巨著《圓錐曲線論》以后,圓錐幾何技術(shù)猶如石沉大海,經(jīng)過千年以后,才在文藝復(fù)興時期由達芬奇將圓錐曲線論應(yīng)用在“透視法”中,產(chǎn)生了《最后的晚餐》、《蒙娜麗莎》、《酒神》等著作,至今無人能及。

達芬奇的圓錐透視法包括空氣、顏色、直線透視法三部分,很多人認為達芬奇的透視法只是在阿爾貝蒂的“直線透視法“基礎(chǔ)上改進而成,叫“空氣透視法”,實不完全準確。達芬奇的圓錐透視法包括三部分:直線透視、色彩透視、空氣透視。
這么看來,全息影像就和哲學有關(guān)系了!
1982年,一件驚人的事發(fā)生了。
在巴黎大學的一個物理實驗室里,科學家發(fā)現(xiàn),在特定的情況下,如果我們把基本粒子—比如電子—同時向相反的方向發(fā)射,它們在運動的時候能夠彼此互通信息!不管彼此之間的距離多么遙遠,不管它們是相隔10厘米還是10億公里遠,它們似乎總是知道相對一方的同伴的運動方式,這體現(xiàn)在當一方受到干擾而改變運動方向時,其同伴也會同時改變方向。
這就是“量子糾纏”。
這個現(xiàn)象的古怪之處在于,它們之間的通訊聯(lián)系幾乎不需要時間間隔,這違反了愛因斯坦的理論:沒有任何通訊速度能夠超過光速,因為一旦超過了光速,就等于是能夠打破時間的界限。被我們認為“無生命”的電子竟然也會在距離如此遙遠時互通聲氣,一起運作,這實在像個令人難以置信的幻覺。
這個駭人的現(xiàn)象使很多物理學家著迷,他們都試圖用復(fù)雜的方法來解釋這個現(xiàn)象。但是飲譽當代的美國量子物理學家和科學思想家戴維·玻姆拋出了一個大膽卻十分直接、簡單的想法:此發(fā)現(xiàn)意味著客觀現(xiàn)實并不存在,盡管宇宙看起來具體而堅實,但其實它只是一個幻象,是一張巨大而細節(jié)豐富的全息攝影相片!
這就是全息宇宙理論。
“一花一世界,一葉一如來”,DNA就像每個人的全息照相底片一樣,記錄了每個人的所有信息。
就像OLED里面的有機物一樣,DNA動態(tài)的展示著每一個人的宇宙全息圖像,如果真是這樣,那么我們的世界還真的存在的嗎?