深紫外光を利用して通信の発展を促進

無線光通信に深紫外光を使用することは非常に魅力的です。深紫外光は目に見えないため非常に安全です。 大気には強力なフィルター効果があるため、光源のバックグラウンド ノイズは非常に低くなります。 深紫外光は赤外光ほど吸収されにくいため、伝送距離の延長に役立ちます。

これらの利点により、過去数十年にわたって深紫外線通信に強い関心が寄せられてきました。 最近まで、送信機と検出器の進歩により、オフラインの深紫外通信システムの開発が推進されてきましたが、中国のチームによると、現在、深紫外スペクトルで動作する最初の通信システムにより、この技術が新時代に突入したとのことです。すべてのユーザーに複数のサービスを提供します。

南京郵政大学と蘇州照明チップモノリシックオプトエレクトロニクス技術のチームは、太陽光を遮る全二重光通信システムを提案、製造、評価した。 このシステムは、光源として 275 nm LED を使用します。 この研究では、太陽光の下でのリアルタイムビデオ通信を実証し、統合された無線モジュールを備えた深紫外線通信ネットワークを確立して、46 m のエリア内のユーザーにアクセスを提供します。²。

南京郵電大学と蘇州梁新光電技術有限公司の研究チームの広報担当、王永進氏は、研究のハイライトの一つは、10Mビット/秒の速度で太陽雑音なしで伝送できることであると述べた。日光の下で。 もう 1 つのハイライトは、ネットワークの前提条件となる TCP/IP の使用であると彼は説明します。 Yongjin Wang 氏と彼の同僚は、深紫外 LED 技術の専門知識を持っており、2022 年に光波長 272 nm の AlGaN ベースの垂直深紫外 LED を開発しました。しかし、この最新の研究では、彼らは市販のデバイスを使用して 3 つの送信ユニットを構築しました。それぞれに 4 つの LED が付いています。

△ 深紫外ネットワークの構造

Wang Yongjin 氏は、「この設計により、送信機の送信光パワーが大幅に増加し、それによって 2 つの深紫外トランシーバー間のポイントツーポイント伝送距離が向上します。」と述べています。

研究チームが使用する深紫外LEDは、順電圧を下げて光抽出率を高めるために薄膜フリップチップ構造を採用しており、これらのLEDはプリント基板上のパッドに接続されています。 送信機ユニットは、駆動電圧 24 V、出力 34 mW の直列の 4 つの LED で構成されています。 主な発光波長は 275 nm で、このピークに関連する半値幅はわずか 10 nm です。

データを送信するには、オン/オフ モデムによって変調されたトランジスタ-トランジスタ ロジック信号が深 UV LED で使用されます。 送信信号の検出は、浜松ホトニクス製 S14124-20 アバランシェフォトダイオードによって実現されます。 266 nm では、量子効率は 87% です。

Yongjin Wang らは、このリアルタイム全二重通信システムの最大伝送速度が 10 Mbit/s であることを確認しました。 標高 82 m の屋外バルコニーでの日よけ実験でこの伝送速度を達成したとき、双方向のパケット損失率はそれぞれ 1.28% と 1.58% であることが判明しました。

研究チームの次の目標は、深紫外通信におけるもう一つの大きな問題、つまり高速と長距離の組み合わせを解決することだ。 「今後の研究では、光電子増倍管が中核となる受信デバイスとして機能し、伝送距離を大幅に伸ばすことになるでしょう」とWang Yongjin氏は述べた。 彼らが対処する予定のもう 1 つの問題は、モバイル光ワイヤレス通信に関連する調整の難しさです。 Wang Yongjin 氏によると、システムの実用性を向上させるために自動位置合わせ機能が導入される予定です。 エンジニアらの 3 番目の研究方向は、自分たちの技術を水中青色光通信技術などの他の通信システムと組み合わせることです。 このようにして、研究チームは宇宙、空、海の通信ネットワークを構築することができます。

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