Hurtigere LED'er til trådløs kommunikation fra usynligt lys

Forskere har løst et stort problem for optisk trådløs kommunikation - den proces, hvorved lys overfører information mellem mobiltelefoner og andre enheder. Lysemitterende dioder (LED'er) pulserer deres lys i en kodet meddelelse, som modtagerenheder kan forstå.

Nu, et team af forskere med base i Japan har giftet de to muligheder med den ideelle kombination af langvarige og hurtige lysdioder. De offentliggjorde deres resultater den 22. juli i Anvendt fysik bogstaver .

"En nøgleteknologi til hurtigere modulering er at reducere enhedsstørrelsen." siger Kazunobu Kojima, lektor, Institut for tværfaglig forskning for avancerede materialer. "Imidlertid, denne taktik skaber et dilemma:selvom mindre lysdioder kan moduleres hurtigere, de har lavere magt."

Et andet problem er, at både synlig og infrarød optisk trådløs kommunikation kan have betydelig solar interferens, ifølge Kojima. For at undgå forveksling med synligt og infrarødt sollys, forskerne havde til formål at forbedre LED'er, der specifikt kommunikerer via dybt ultraviolet lys, som kan detekteres uden solinterferens.

"Dybe ultraviolette lysdioder masseproduceres i øjeblikket på fabrikker til applikationer relateret til COVID-19, "Sagde Kojima, bemærker, at dybt ultraviolet lys bruges til steriliseringsprocesser såvel som i solblind optisk trådløs kommunikation. "Så, de er billige og praktiske at bruge."

Forskerne fremstillede de dybe ultraviolette lysdioder på safirskabeloner, som betragtes som et billigt substrat, og målte deres transmissionshastighed. De fandt ud af, at de dybe ultraviolette lysdioder var mindre og meget hurtigere i deres kommunikation end traditionelle lysdioder ved den hastighed.

Forskere havde til formål at forbedre LED'er, der specifikt kommunikerer via dybt ultraviolet lys, som ikke er synligt for det menneskelige øje.

"Mekanismen, der ligger til grund for denne hastighed, er i, hvordan en masse små LED'er selvorganiserer sig i en enkelt dyb ultraviolet LED, " sagde Kojima. "Det lille LED-ensemble hjælper med både kraft og hastighed."

Forskerne ønsker at bruge de dybe ultraviolette lysdioder i 5G trådløse netværk. Mange teknologier er i øjeblikket under test for at bidrage med 5G, og Li-Fi, eller let troskab, er en af ​​kandidatteknologierne.

"Li-Fis kritiske svaghed er dens solafhængighed, " sagde Kojima. "Vores dybe ultraviolette LED-baserede optiske trådløse teknologi kan kompensere for dette problem og bidrage til samfundet, Jeg håber."