Wykorzystanie głębokiego światła ultrafioletowego do przyspieszenia rozwoju komunikacji

Wykorzystanie głębokiego ultrafioletu do bezprzewodowej komunikacji optycznej jest bardzo atrakcyjne: głębokie światło ultrafioletowe jest niewidoczne i dlatego bardzo bezpieczne; Atmosfera ma silny efekt filtrujący, więc szum tła źródła światła jest bardzo niski. Absorpcja głębokiego światła ultrafioletowego nie jest tak dotkliwa jak światła podczerwonego, co pomaga wydłużyć odległość transmisji.

Kierując się tymi zaletami, w ciągu ostatnich kilku dziesięcioleci wzrosło duże zainteresowanie komunikacją w głębokim ultrafiolecie. Do niedawna postęp w nadajnikach i detektorach napędzał rozwój systemów komunikacji w głębokim ultrafiolecie offline, a obecnie, według zespołu z Chin, wprowadzili tę technologię w nową erę dzięki swojemu pierwszemu systemowi komunikacji działającemu w widmie głębokiego ultrafioletu. oferując wiele usług wszystkim użytkownikom.

Zespół z Uniwersytetu Poczty i Telekomunikacji w Nanjing oraz Suzhou Lighting Chip Monolithic Optoelectronics Technology zaproponował, wyprodukował i ocenił pełnodupleksowy system komunikacji optycznej zasłaniający słońce. W systemie jako źródła światła zastosowano diody LED o długości fali 275 nm. Badanie demonstruje komunikację wideo w czasie rzeczywistym w świetle słonecznym i ustanawia sieć komunikacyjną w głębokim ultrafiolecie ze zintegrowanymi modułami bezprzewodowymi, aby zapewnić użytkownikom dostęp na obszarze 46 m².

Wang Yongjin, rzecznik zespołu badawczego z Uniwersytetu Poczty i Telekomunikacji w Nanjing oraz Suzhou Liangxin Photoelectric Technology Co., LTD., powiedział, że jednym z najważniejszych osiągnięć badań jest transmisja bez szumu słonecznego z prędkością 10 Mbit/s pod wpływem światła słonecznego. Kolejną atrakcją, jak opisuje, jest wykorzystanie protokołu TCP/IP, który stanowi warunek wstępny dla sieci. Yongjin Wang i jego współpracownicy mają wiedzę specjalistyczną w zakresie technologii LED w głębokim ultrafiolecie, ponieważ w 2022 r. opracowali pionową diodę LED w głębokim ultrafiolecie opartą na AlGaN o długości fali światła 272 nm. Jednak w najnowszym badaniu wykorzystali dostępne na rynku urządzenia do zbudowania trzech jednostek nadajnika: każdy z czterema diodami LED.

△ Struktura sieci głębokiego ultrafioletu

Według Wang Yongjina: „Ta konstrukcja znacznie zwiększa moc transmitowanego światła przez nadajnik, poprawiając w ten sposób odległość transmisji punkt-punkt pomiędzy dwoma urządzeniami nadawczo-odbiorczymi głębokiego ultrafioletu”.

Diody LED głębokiego ultrafioletu stosowane przez zespół badawczy wykorzystują cienkowarstwową strukturę typu flip-chip w celu zmniejszenia napięcia przewodzenia i zwiększenia szybkości ekstrakcji światła. Diody te są połączone z polami na płytce drukowanej. Jednostka nadajnika składa się z czterech diod LED połączonych szeregowo o napięciu sterującym 24 V i mocy wyjściowej 34 mW. Główna długość fali emisji wynosi 275 nm, a szerokość połówkowa związana z tym pikiem wynosi tylko 10 nm.

Do przesyłania danych na diodzie LED Deep UV wykorzystywany jest sygnał logiczny tranzystor-tranzystor modulowany przez modem włączający i wyłączający. Wykrywanie transmitowanego sygnału odbywa się za pomocą fotodiody lawinowej Hamamatsu S14124-20. Przy 266 nm wydajność kwantowa wynosi 87%.

Yongjin Wang i jego współpracownicy ustalili, że maksymalna szybkość transmisji tego pełnodupleksowego systemu komunikacji w czasie rzeczywistym wynosi 10 Mbit/s. Kiedy osiągnęli tę szybkość transmisji w eksperymencie z osłoną przeciwsłoneczną na balkonie na świeżym powietrzu na wysokości 82 m, ustalili, że współczynnik utraty pakietów dwukierunkowych wynosił odpowiednio 1,28% i 1,58%.

Kolejnym celem zespołu badawczego jest rozwiązanie innego dużego problemu w komunikacji w głębokim ultrafiolecie: połączenie dużej prędkości i dużej odległości. „W naszych przyszłych pracach fotopowielacz będzie pełnił rolę podstawowego urządzenia odbiorczego, znacznie zwiększając odległość transmisji” – powiedział Wang Yongjin. Kolejną kwestią, którą planują rozwiązać, są trudności w dostosowaniu związane z mobilną, optyczną komunikacją bezprzewodową. Według Wang Yongjina wprowadzona zostanie funkcja automatycznego wyrównywania, aby poprawić praktyczność systemu. Trzecim kierunkiem badań inżynierów jest łączenie ich technologii z innymi systemami komunikacji, takimi jak technologia komunikacji podwodnego światła niebieskiego. W ten sposób zespół badawczy może zbudować sieć komunikacyjną przestrzeń-powietrze-morze.

Fountyl Technologies PTE Ltd koncentruje się na przemyśle produkcji półprzewodników, główne produkty to: uchwyt kołkowy, uchwyt z rowkiem pierścieniowym, porowaty uchwyt ceramiczny, ceramiczny efektor końcowy, ceramiczna belka i prowadnica, ceramiczna część konstrukcyjna, zapraszamy do kontaktu i negocjacji!