El uso de la luz ultravioleta profunda para avanzar en el desarrollo de las comunicaciones

El uso de luz ultravioleta profunda para la comunicación óptica inalámbrica es muy atractivo: la luz ultravioleta profunda es invisible y, por tanto, muy segura; La atmósfera tiene un fuerte efecto de filtrado, por lo que el ruido de fondo de la fuente de luz es muy bajo. La absorción de la luz ultravioleta profunda no es tan grave como la de la luz infrarroja, lo que ayuda a ampliar la distancia de transmisión.

Impulsado por estas ventajas, ha habido un gran interés en la comunicación ultravioleta profunda en las últimas décadas. Hasta hace poco, los avances en transmisores y detectores han impulsado el desarrollo de sistemas de comunicación ultravioleta profundo fuera de línea y ahora, según un equipo en China, han llevado la tecnología a una nueva era con su primer sistema de comunicación que opera en el espectro ultravioleta profundo. ofreciendo múltiples servicios a todos los usuarios.

El equipo de la Universidad de Correos y Telecomunicaciones de Nanjing y la tecnología optoelectrónica monolítica de chips de iluminación de Suzhou propusieron, fabricaron y evaluaron un sistema de comunicación óptica full-duplex con protección solar. El sistema utiliza LED de 275 nm como fuente de luz. El estudio demuestra comunicación por video en tiempo real bajo la luz solar y establece una red de comunicación ultravioleta profunda con módulos inalámbricos integrados para brindar acceso a los usuarios en un área de 46 m.².

Wang Yongjin, portavoz del equipo de investigación de la Universidad de Correos y Telecomunicaciones de Nanjing y Suzhou Liangxin Photoelectric Technology Co., LTD., dijo que uno de los aspectos más destacados de la investigación es la transmisión sin ruido solar a una velocidad de 10 Mbit/s. bajo la luz del sol. Otro punto destacado, describe, es el uso de TCP/IP, que constituye un requisito previo para la conexión en red. Yongjin Wang y sus colegas tienen experiencia en tecnología LED ultravioleta profunda, ya que desarrollaron un LED ultravioleta profundo vertical basado en AlGaN con una longitud de onda de luz de 272 nm en 2022. Sin embargo, en este último estudio, utilizaron dispositivos comerciales para construir tres unidades transmisoras. cada uno con cuatro LED.

△ Estructura de redes ultravioleta profundas.

Según Wang Yongjin, "este diseño aumenta en gran medida la potencia de la luz transmitida por el transmisor, mejorando así la distancia de transmisión punto a punto entre los dos transceptores ultravioleta profundo".

Los LED ultravioleta profundos utilizados por el equipo de investigación utilizan una estructura de chip invertido de película delgada para reducir el voltaje directo y aumentar la tasa de extracción de luz, y estos LED están conectados a almohadillas en una placa de circuito impreso. La unidad transmisora ​​consta de cuatro LED en serie con una tensión de conducción de 24 V y una potencia de salida de 34 mW. La principal longitud de onda de emisión es de 275 nm y la mitad del ancho asociado con este pico es de sólo 10 nm.

Para transmitir datos, se utiliza una señal lógica transistor-transistor modulada por un módem de encendido y apagado en el LED UV profundo. La detección de la señal transmitida se logra mediante el fotodiodo de avalancha Hamamatsu S14124-20. A 266 nm, la eficiencia cuántica es del 87%.

Yongjin Wang y sus colegas han determinado que la velocidad máxima de transmisión de este sistema de comunicación full-duplex en tiempo real es de 10 Mbit/s. Cuando alcanzaron esta tasa de transmisión en un experimento con protección solar en un balcón al aire libre a una altitud de 82 m, determinaron que las tasas de pérdida de paquetes bidireccionales eran del 1,28% y el 1,58%, respectivamente.

El próximo objetivo del equipo de investigación es resolver otro gran problema en la comunicación ultravioleta profunda: combinar alta velocidad y larga distancia. "En nuestro trabajo futuro, el tubo fotomultiplicador actuará como dispositivo receptor central para aumentar considerablemente la distancia de transmisión", dijo Wang Yongjin. Otro tema que planean abordar son las dificultades de alineación asociadas con las comunicaciones inalámbricas ópticas móviles. Según Wang Yongjin, se introducirá una función de alineación automática para mejorar la viabilidad del sistema. La tercera dirección de investigación de los ingenieros es combinar su tecnología con otros sistemas de comunicación, como la tecnología de comunicación de luz azul submarina. De esta forma, el equipo de investigación podrá construir una red de comunicación espacio-aire-mar.

Fountyl Technologies PTE Ltd se centra en la industria de fabricación de semiconductores, sus productos principales incluyen: mandril de pasador, mandril de ranura anular, mandril de cerámica porosa, efector final de cerámica, viga y guía de cerámica, pieza estructural de cerámica, ¡bienvenido a contactar y negociar!