攻克光無線通信難題：解決光在手機(jī)和其他設(shè)備傳輸信息的過程！

2020-11-05 20:07 作者:博科園 0人讀過 | 我要投稿

科學(xué)家現(xiàn)在已經(jīng)解決了光無線通信的一個主要難題：即光在手機(jī)和其他設(shè)備之間傳輸信息的過程。發(fā)光二極管（LED）發(fā)出的脈沖光，使其成為接收方設(shè)備可以理解的編碼消息。

現(xiàn)在，日本科學(xué)家已經(jīng)將這兩種選擇結(jié)合在一起，形成了長效和快速LED的理想組合，其研究成果發(fā)表在《應(yīng)用物理快報》期刊上上。

先進(jìn)材料多學(xué)科研究所副教授小島和夫說：實現(xiàn)更快調(diào)制的一項關(guān)鍵技術(shù)是減小元器件尺寸。然而，這種策略造成了一個兩難境地：雖然較小的LED可以更快地進(jìn)行調(diào)制，但它們的功率較低。另一個問題是可見光和紅外光學(xué)無線通信都可能有顯著的太陽干擾。為了避免與可見光和紅外太陽光混淆，研究人員的目標(biāo)是改進(jìn)專門通過深紫外光進(jìn)行通信的LED，這種深紫外光可以在沒有太陽干擾的情況下被探測到。

深紫外光LED目前在工廠批量生產(chǎn)，深紫外光被用于殺菌過程以及日盲光無線通信，所以，它們使用起來既便宜又實用。研究人員在藍(lán)寶石模板上制作了深紫外光LED，藍(lán)寶石模板被認(rèn)為是一種廉價的襯底，并測量了它們的傳輸速度。研究發(fā)現(xiàn)，在這種速度下，深紫外光LED比傳統(tǒng)LED更小，通信速度也更快。研究人員的目標(biāo)是改進(jìn)LED，這種LED專門通過人眼看不到的深紫外光進(jìn)行通信。

這種速度背后的機(jī)制是許多微小LED，如何在一個深紫外光LED的中自組織，小型LED套裝在功率和速度兩方面都有幫助。研究人員希望在5G無線網(wǎng)絡(luò)中使用深紫外光LED，目前有許多技術(shù)正在測試中，以支持5G，Li-Fi，即光保真，是候選技術(shù)之一。Li-Fi的關(guān)鍵弱點是它對太陽能的依賴，研究人員希望，基于深紫外光LED的光無線技術(shù)可以彌補(bǔ)這個問題，為社會做出貢獻(xiàn)。

研究通過時間分辨電致發(fā)光(EL)和顯微成像實驗，研究了生長在AlN/藍(lán)寶石模板上的AlGaN深紫外光(DUV)發(fā)光二極管(LED)快速調(diào)制特性的來源，并展示了在房間照明和陽光直射下的Gbps級無線光通信(OWC)。該LED的頻率響應(yīng)(F3dB)達(dá)到了184MHZ，考慮到LED的尺寸，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了預(yù)期。由于電致發(fā)光實驗觀察到了低電容(C)的自組織微型LED結(jié)構(gòu)，解釋了AlGaN LED的高效率和快速調(diào)制特性的兼容性。