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为什么元件的功率能超越100%?

我坚信热力学(thermodynamics)定律以及其纯口语推论:当涉及能量,一定不会有白吃的午餐。这也是为什么只要看到有文章或广告里出现效率100%

我深信热力学(thermodynamics)规律以及其纯白话推论:“当触及能量,必定不会有白吃的午饭。”这也是为什么只需看到有文章或广告里呈现“功率100%或以上”的字眼,我都会主动疏忽;功率(efficiency)挨近100%是有或许的,可是等于100%乃至超越──抱愧,我不信。

因而当我最近看到某篇媒体报道的标题是“8,000%功率的 LED 完成超低功率材料传输”时,简直是吓得呆若木鸡;比100%高一点也就算了,但8,000%实在是吹嘘到离谱。我原本猜测那有或许是笔误,原本大概是写80%,仅仅修改手抖了一下多按了两个0…但事实证明,标题没有写错。

功率的改进取决于你怎样以及在何处量测输入与输出功率,再加上LED自身与量子组织的奇妙之处;上述报道的最初是这样写的:“特定的LED在加热且以十分低功率运作时,会展示超越100%的电-光功率转化功率;这种效应来自于LED抽汲的热电…其设定为以3 x 10-3的位元错误率,每秒传输3kbit,每位元动力耗量仅40 fJ。”

简略来说,该LED会预先罗致热能,然后该能量会透过光学材料位元进行分配,一起LED自身不需要耗费额定的相应功率──这种效应有许多称号,例如电致发光(electro-luminescent)、EL致冷、电致发光致冷(electroluminescent refrigeration)、热光子致冷(thermophotonic cooling)以及光热致冷(optothermionic refrigeration)。

关于其运作原理我了解不多,包含一种高度特制化的锑砷化铟镓/锑化镓(GaInAsSb/GaSb)双异质结构LED;依据报道,这种结构在LED光电转化功率8000 ±1700%下,能侦测7.66 ±1.6 pW的光功率。我了解这意味着该功率参数会有高于20%一点点的容限,其好坏见仁见智。

功率量测──特别是与超低功率光学元件而非电子元件相关的──十分不容易实作且其一致性是十分善变的;在那些低功率元件的每个光子没有太多净空高度或间隔。而关于这种元件我总是有几个很严厉合理的问题:你怎样能自傲地量测这么低的能量与功率?

你怎样知道你量测的是你实际上要量测到的、而不是由于一厢情愿而无意之间被歪曲的人工数字?而你又是怎样验证校准你的量测仪器之可信度?假如你从前从事超级灵敏的电气或光学功率量测,你用什么过程来依据温度改变等要素设定并补偿你的量测仪器?

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