日本科学家攻克光无线通信难题

未知 2020-08-03 16:33
日本科学家攻克光无线通信难题

学家现在已经解决了光无线通信的一个主要难题:即光在手机和其他设备之间传输信息的过程。发光二极管(LED)发出的脉冲光,使其成为接收方设备可以理解的编码消息。现在,日本科学家已经将这两种选择结合在一起,形成了长效和快速LED的理想组合,其研究成果发表在《应用物理快报》期刊上。
 
日本科学家攻克光无线通信难题,形成长效和快速LED的理想结合
 
 
先进材料多学科研究所副教授小岛和夫说:实现更快调制的一项关键技术是减小元器件尺寸。然而,这种策略造成了一个两难境地:虽然较小的LED可以更快地进行调制,但它们的功率较低。另一个问题是可见光和红外光学无线通信都可能有显著的太阳干扰。为了避免与可见光和红外太阳光混淆,研究人员的目标是改进专门通过深紫外光进行通信的LED,这种深紫外光可以在没有太阳干扰的情况下被探测到。
 
深紫外光LED目前在工厂批量生产,深紫外光被用于杀菌过程以及日盲光无线通信,所以,它们使用起来既便宜又实用。研究人员在蓝宝石模板上制作了深紫外光LED,蓝宝石模板被认为是一种廉价的衬底,并测量了它们的传输速度。研究发现,在这种速度下,深紫外光LED比传统LED更小,通信速度也更快。研究人员的目标是改进LED,这种LED专门通过人眼看不到的深紫外光进行通信。
 
这种速度背后的机制是许多微小LED,如何在一个深紫外光LED的中自组织,小型LED套装在功率和速度两方面都有帮助。研究人员希望在5G无线网络中使用深紫外光LED,目前有许多技术正在测试中,以支持5G,Li-Fi,即光保真,是候选技术之一。Li-Fi的关键弱点是它对太阳能的依赖,研究人员希望,基于深紫外光LED的光无线技术可以弥补这个问题,为社会做出贡献。
 
研究通过时间分辨电致发光(EL)和显微成像实验,研究了生长在AlN/蓝宝石模板上的AlGaN深紫外光(DUV)发光二极管(LED)快速调制特性的来源,并展示了在房间照明和阳光直射下的Gbps级无线光通信(OWC)。该LED的频率响应(F3dB)达到了184MHZ,考虑到LED的尺寸,这远远超出了预期。由于电致发光实验观察到了低电容(C)的自组织微型LED结构,解释了AlGaN LED的高效率和快速调制特性的兼容性。
 
其新研究方法可以克服微LED调制速度快但功耗低的困境,因此,自组织微LED结构是实现实用化DUV OWCs的理想解决方案。

 
日本科学家攻克光无线通信难题,形成长效和快速LED的理想结合
日本科学家攻克光无线通信难题,形成长效和快速LED的理想结合
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