Der Einsatz von tiefem ultraviolettem Licht, um die Entwicklung der Kommunikation voranzutreiben

Die Verwendung von tiefem ultraviolettem Licht für die drahtlose optische Kommunikation ist sehr attraktiv: tiefes ultraviolettes Licht ist unsichtbar und daher sehr sicher; Die Atmosphäre hat eine starke Filterwirkung, sodass das Hintergrundrauschen der Lichtquelle sehr gering ist. Die Absorption von tief-ultraviolettem Licht ist nicht so stark wie die von Infrarotlicht, was dazu beiträgt, die Übertragungsentfernung zu verlängern.

Aufgrund dieser Vorteile gab es in den letzten Jahrzehnten ein starkes Interesse an der Kommunikation im tiefen Ultraviolett. Bis vor kurzem haben Fortschritte bei Sendern und Detektoren die Entwicklung von Offline-Kommunikationssystemen im tiefen Ultraviolett vorangetrieben, und nun haben sie nach Angaben eines Teams in China die Technologie mit ihrem ersten Kommunikationssystem, das im tiefen Ultraviolettspektrum arbeitet, in eine neue Ära geführt. Bereitstellung mehrerer Dienste für alle Benutzer.

Das Team der Nanjing University of Posts and Telecommunications und Suzhou Lighting Chip Monolithic Optoelectronics Technology hat ein sonnenblindes optisches Vollduplex-Kommunikationssystem vorgeschlagen, hergestellt und bewertet. Das System verwendet 275-nm-LEDs als Lichtquellen. Die Studie demonstriert Echtzeit-Videokommunikation unter Sonnenlicht und baut ein tiefes Ultraviolett-Kommunikationsnetzwerk mit integrierten drahtlosen Modulen auf, um Benutzern in einem Bereich von 46 m Zugang zu ermöglichen².

Wang Yongjin, ein Sprecher des Forschungsteams der Nanjing University of Posts and Telecommunications und der Suzhou Liangxin Photoelectric Technology Co., LTD., sagte, dass einer der Höhepunkte der Forschung die Übertragung ohne Sonnenrauschen mit einer Geschwindigkeit von 10 Mbit/s sei unter sonnenlicht. Als weiteres Highlight beschreibt er den Einsatz von TCP/IP, das eine Voraussetzung für die Vernetzung sei. Yongjin Wang und seine Kollegen verfügen über Fachkenntnisse in der LED-Technologie im tiefen Ultraviolett und haben im Jahr 2022 eine vertikale LED im tiefen Ultraviolett auf Basis von AlGaN mit einer Lichtwellenlänge von 272 nm entwickelt. In dieser neuesten Studie verwendeten sie jedoch kommerzielle Geräte, um drei Sendereinheiten zu bauen. jeweils mit vier LED.

△ Struktur von Netzwerken im tiefen Ultraviolett

Laut Wang Yongjin „erhöht dieses Design die übertragene Lichtleistung des Senders erheblich und verbessert dadurch die Punkt-zu-Punkt-Übertragungsentfernung zwischen den beiden Tief-Ultraviolett-Transceivern.“

Die vom Forschungsteam verwendeten LEDs für tiefes Ultraviolett verwenden eine Dünnschicht-Flip-Chip-Struktur, um die Durchlassspannung zu reduzieren und die Lichtextraktionsrate zu erhöhen. Diese LEDs sind mit Pads auf einer Leiterplatte verbunden. Die Sendeeinheit besteht aus vier in Reihe geschalteten LEDs mit einer Betriebsspannung von 24 V und einer Ausgangsleistung von 34 mW. Die Hauptemissionswellenlänge beträgt 275 nm und die diesem Peak zugeordnete Halbwertsbreite beträgt nur 10 nm.

Zur Datenübertragung wird auf der Deep-UV-LED ein von einem Ein-/Aus-Modem moduliertes Transistor-Transistor-Logiksignal verwendet. Die Erkennung des gesendeten Signals erfolgt durch die Lawinenfotodiode Hamamatsu S14124-20. Bei 266 nm beträgt die Quanteneffizienz 87 %.

Yongjin Wang und seine Kollegen haben ermittelt, dass die maximale Übertragungsrate dieses Echtzeit-Vollduplex-Kommunikationssystems 10 Mbit/s beträgt. Als sie diese Übertragungsrate in einem sonnengeschützten Experiment auf einem Balkon im Freien in 82 m Höhe erreichten, ermittelten sie, dass die bidirektionalen Paketverlustraten 1,28 % bzw. 1,58 % betrugen.

Das nächste Ziel des Forschungsteams besteht darin, ein weiteres großes Problem der Kommunikation im tiefen Ultraviolett zu lösen: die Kombination von hoher Geschwindigkeit und großer Entfernung. „In unserer zukünftigen Arbeit wird die Photovervielfacherröhre als zentrales Empfangsgerät fungieren, um die Übertragungsentfernung erheblich zu erhöhen“, sagte Wang Yongjin. Ein weiteres Problem, das sie angehen wollen, sind die Ausrichtungsschwierigkeiten im Zusammenhang mit der mobilen optischen drahtlosen Kommunikation. Laut Wang Yongjin wird eine automatische Ausrichtungsfunktion eingeführt, um die Praktikabilität des Systems zu verbessern. Die dritte Forschungsrichtung der Ingenieure besteht darin, ihre Technologie mit anderen Kommunikationssystemen zu kombinieren, beispielsweise mit der Unterwasser-Blaulicht-Kommunikationstechnologie. Auf diese Weise kann das Forschungsteam ein Weltraum-Luft-See-Kommunikationsnetzwerk aufbauen.

Fountyl Technologies PTE Ltd konzentriert sich auf die Halbleiterfertigungsindustrie. Zu den Hauptprodukten gehören: Stiftfutter, Ringnutfutter, poröses Keramikfutter, Keramik-Endeffektor, Keramikbalken und -führung, Keramikstrukturteil. Willkommen bei Kontakt und Verhandlung!