Использование глубокого ультрафиолета для развития коммуникаций

Использование глубокого ультрафиолета для беспроводной оптической связи очень привлекательно: глубокий ультрафиолет невидим и поэтому очень безопасен; Атмосфера обладает сильным фильтрующим эффектом, поэтому фоновый шум источника света очень низкий. Поглощение глубокого ультрафиолета не такое сильное, как инфракрасное, что помогает увеличить дальность передачи.

Благодаря этим преимуществам в последние несколько десятилетий наблюдается большой интерес к глубокой ультрафиолетовой связи. До недавнего времени достижения в области передатчиков и детекторов стимулировали разработку автономных систем связи в глубоком ультрафиолете, а теперь, по словам команды из Китая, они перенесли эту технологию в новую эру, создав свою первую систему связи, работающую в глубоком ультрафиолетовом спектре. предлагая множество услуг всем пользователям.

Команда из Нанкинского университета почты и телекоммуникаций и компании Suzhou Lighting Chip Monolithic Optoelectronics Technology предложила, изготовила и провела оценку солнцезащитной полнодуплексной оптической системы связи. В качестве источников света в системе используются светодиоды с длиной волны 275 нм. Исследование демонстрирует видеосвязь в реальном времени под солнечным светом и создает сеть связи в глубоком ультрафиолете со встроенными беспроводными модулями, обеспечивающую доступ пользователей на площади 46 м2.².

Ван Юнджин, представитель исследовательской группы из Нанкинского университета почты и телекоммуникаций и компании Suzhou Liangxin Photoelectric Technology Co., LTD., сказал, что одним из основных моментов исследования является передача данных без солнечного шума на скорости 10 Мбит/с. под солнечным светом. Еще одним важным моментом, по его словам, является использование TCP/IP, который обеспечивает необходимое условие для работы в сети. Юнджин Ван и его коллеги обладают опытом в области светодиодной технологии глубокого ультрафиолета: в 2022 году они разработали вертикальный светодиод глубокого ультрафиолета на основе AlGaN с длиной волны света 272 нм. Однако в этом последнем исследовании они использовали коммерческие устройства для создания трех передающих блоков: каждый с четырьмя светодиодами.

△ Структура сетей глубокого ультрафиолета

По словам Ван Юнджина, «эта конструкция значительно увеличивает мощность передаваемого света передатчика, тем самым улучшая расстояние прямой передачи между двумя приемопередатчиками глубокого ультрафиолета».

Светодиоды глубокого ультрафиолета, используемые исследовательской группой, используют тонкопленочную структуру с перевернутой микросхемой для уменьшения прямого напряжения и увеличения скорости вывода света, и эти светодиоды подключены к площадкам на печатной плате. Блок передатчика состоит из четырех последовательно соединенных светодиодов с напряжением возбуждения 24 В и выходной мощностью 34 мВт. Основная длина волны излучения составляет 275 нм, а полуширина, связанная с этим пиком, составляет всего 10 нм.

Для передачи данных на глубоком УФ-светодиоде используется транзисторно-транзисторный логический сигнал, модулированный двухпозиционным модемом. Обнаружение передаваемого сигнала осуществляется лавинным фотодиодом Hamamatsu S14124-20. При 266 нм квантовая эффективность составляет 87%.

Юнджин Ван и его коллеги определили, что максимальная скорость передачи данных в этой полнодуплексной системе связи в реальном времени составляет 10 Мбит/с. Когда они достигли этой скорости передачи в эксперименте с защитой от солнца на открытом балконе на высоте 82 м, они определили, что коэффициент потери двунаправленных пакетов составил 1,28% и 1,58% соответственно.

Следующая цель исследовательской группы — решить еще одну большую проблему в области связи в глубоком ультрафиолете: сочетание высокой скорости и большого расстояния. «В нашей будущей работе фотоумножитель будет действовать как основное приемное устройство, что значительно увеличит дальность передачи», — сказал Ван Юнджин. Еще одна проблема, которую они планируют решить, — это трудности согласования, связанные с мобильной оптической беспроводной связью. По словам Ван Юнджина, для повышения практичности системы будет введена функция автоматического выравнивания. Третьим направлением исследований инженеров является объединение их технологий с другими системами связи, такими как технология подводной связи синим светом. Таким образом, исследовательская группа сможет построить сеть связи космос-воздух-море.

Fountyl Technologies PTE Ltd специализируется на производстве полупроводников, основная продукция включает в себя: штифтовый патрон, патрон с кольцевой канавкой, пористый керамический патрон, керамический концевой эффектор, керамическую балку и направляющую, керамическую конструкционную деталь, добро пожаловать к контакту и переговорам！