استخدام الأشعة فوق البنفسجية العميقة لتعزيز تطوير الاتصالات

يعد استخدام الضوء فوق البنفسجي العميق للاتصالات الضوئية اللاسلكية أمرًا جذابًا للغاية: فالضوء فوق البنفسجي العميق غير مرئي وبالتالي فهو آمن جدًا؛ يتمتع الغلاف الجوي بتأثير ترشيح قوي، وبالتالي فإن ضوضاء الخلفية لمصدر الضوء منخفضة جدًا. امتصاص الضوء فوق البنفسجي العميق ليس شديدًا مثل ضوء الأشعة تحت الحمراء، مما يساعد على تمديد مسافة النقل.

وبفضل هذه المزايا، كان هناك اهتمام قوي بالاتصالات العميقة فوق البنفسجية على مدى العقود القليلة الماضية. حتى وقت قريب، أدى التقدم في أجهزة الإرسال والكاشفات إلى دفع تطوير أنظمة الاتصالات فوق البنفسجية العميقة، والآن، وفقًا لفريق في الصين، أخذوا التكنولوجيا إلى عصر جديد مع أول نظام اتصالات يعمل في طيف الأشعة فوق البنفسجية العميقة. تقديم خدمات متعددة لجميع المستخدمين.

قام فريق من جامعة نانجينغ للبريد والاتصالات السلكية واللاسلكية وشركة Suzhou Lighting Chip Monolithic Optoelectronics Technology باقتراح وتصنيع وتقييم نظام اتصالات بصري مزدوج كامل التعتيم من الشمس. يستخدم النظام مصابيح LED 275 نانومتر كمصادر للضوء. توضح الدراسة الاتصال بالفيديو في الوقت الفعلي تحت ضوء الشمس وإنشاء شبكة اتصالات عميقة فوق البنفسجية مع وحدات لاسلكية متكاملة لتوفير الوصول للمستخدمين في مساحة 46 مترًا مربعًا².

وقال وانغ يونغ جين، المتحدث باسم فريق البحث من جامعة نانجينغ للبريد والاتصالات وشركة سوتشو ليانغكسين للتكنولوجيا الكهروضوئية المحدودة، إن أحد أبرز ما توصل إليه البحث هو النقل دون ضوضاء شمسية بسرعة 10 ميجابت / ثانية. تحت ضوء الشمس. ومن بين المزايا الأخرى، كما يصف، استخدام بروتوكول TCP/IP، الذي يوفر شرطًا أساسيًا للتواصل. يتمتع Yongjin Wang وزملاؤه بخبرة في تقنية LED للأشعة فوق البنفسجية العميقة، حيث قاموا بتطوير مصباح LED عمودي للأشعة فوق البنفسجية العميقة يعتمد على AlGaN بطول موجة ضوئية يبلغ 272 نانومتر في عام 2022. ومع ذلك، في هذه الدراسة الأخيرة، استخدموا أجهزة تجارية لبناء ثلاث وحدات إرسال، كل منها مزود بأربعة مصابيح LED.

△ هيكل شبكات الأشعة فوق البنفسجية العميقة

وفقًا لوانغ يونغجين، "يزيد هذا التصميم بشكل كبير من قوة الضوء المرسلة لجهاز الإرسال، وبالتالي تحسين مسافة الإرسال من نقطة إلى نقطة بين جهازي الإرسال والاستقبال العميقين للأشعة فوق البنفسجية."

تستخدم مصابيح الأشعة فوق البنفسجية العميقة التي يستخدمها فريق البحث هيكل رقاقة رقيقة لتقليل الجهد الأمامي وزيادة معدل استخراج الضوء، وتتصل هذه المصابيح بمنصات على لوحة دوائر مطبوعة. تتكون وحدة الإرسال من أربعة مصابيح LED متسلسلة بجهد قيادة يبلغ 24 فولت وقدرة خرج تبلغ 34 ميجاوات. الطول الموجي الرئيسي للانبعاث هو 275 نانومتر، ونصف العرض المرتبط بهذه الذروة هو 10 نانومتر فقط.

لنقل البيانات، يتم استخدام إشارة منطقية للترانزستور والترانزستور يتم تشكيلها بواسطة مودم تشغيل وإيقاف على مصباح LED العميق للأشعة فوق البنفسجية. يتم اكتشاف الإشارة المرسلة بواسطة الثنائي الضوئي الانهيار Hamamatsu S14124-20. عند 266 نانومتر، تبلغ الكفاءة الكمية 87%.

لقد قرر Yongjin Wang وزملاؤه أن الحد الأقصى لمعدل الإرسال لنظام الاتصالات مزدوج الاتجاه في الوقت الفعلي هو 10 ميجابت/ثانية. وعندما حققوا معدل الإرسال هذا في تجربة لا تتعرض لأشعة الشمس على شرفة في الهواء الطلق على ارتفاع 82 مترًا، توصلوا إلى أن معدلات فقدان الحزمة ثنائية الاتجاه كانت 1.28% و1.58% على التوالي.

الهدف التالي لفريق البحث هو حل مشكلة كبيرة أخرى في الاتصالات العميقة بالأشعة فوق البنفسجية: الجمع بين السرعة العالية والمسافات الطويلة. وقال وانغ يونغ جين: "في عملنا المستقبلي، سيكون أنبوب المضاعف الضوئي بمثابة جهاز الاستقبال الأساسي لزيادة مسافة الإرسال بشكل كبير". هناك مشكلة أخرى يخططون لمعالجتها وهي صعوبات المحاذاة المرتبطة بالاتصالات اللاسلكية الضوئية المتنقلة. ووفقا لوانغ يونغجين، سيتم تقديم وظيفة المحاذاة التلقائية لتحسين قابلية النظام للتطبيق العملي. الاتجاه البحثي الثالث للمهندسين هو دمج التكنولوجيا الخاصة بهم مع أنظمة الاتصالات الأخرى، مثل تكنولوجيا الاتصالات بالضوء الأزرق تحت الماء. وبهذه الطريقة، يستطيع فريق البحث بناء شبكة اتصالات فضائية-جو-بحرية.

تركز Fountyl Technologies PTE Ltd على صناعة تصنيع أشباه الموصلات، وتشمل المنتجات الرئيسية: ظرف الدبوس، ظرف الأخدود الدائري، ظرف السيراميك المسامي، المستجيب النهائي الخزفي، شعاع السيراميك والدليل، الجزء الهيكلي الخزفي، مرحبًا بكم في الاتصال والتفاوض!