Пандемия помогла создать техническую базу беспроводных оптических коммуникаций

Команда инженеров, базирующаяся в Японии, смогла устранить основные препятствия к широкому распространению беспроводных оптических коммуникаций, в которых информация кодируется в световых импульсах, испускаемых светодиодами. Полученные ими результаты были опубликованы 22 июля в журнале Applied Physics Letters.

Одну из проблем, помехи от солнечного излучения, авторы смогли решить, выбрав светодиоды, работающие в наименее зашумлённом диапазоне — глубоком ультрафиолете.

В связи с пандемией COVID-19 нужные светодиоды выпускаются в огромных масштабах, дёшевы и надёжны. По, нельзя сказать, что счастливому, стечению обстоятельств, глубокий ультрафиолет оптимален не только для помехозащищенных оптических коммуникаций, но и для стерилизации поверхностей.

Используя отлаженные промышленные технологии, исследователи изготовили светодиоды глубокого ультрафиолета на недорогой сапфировой подложке. Полученные устройства были меньше традиционных светодиодов и в испытаниях продемонстрировали значительно более высокую скорость модуляции оптических сигналов. Благодаря этому, была решена проблема повышения производительности коммуникаций.

По словам Казунобу Кодзимы (Kazunobu Kojima), доцента Института междисциплинарных исследований передовых материалов в университете Тохоку, основным способом ускорения модуляции до сих пор было уменьшение размеров светодиода. Однако такая миниатюризация одновременно ведёт к падению мощности излучения.

В случае же новых светодиодов, работает совершенно другой механизм увеличения скорости. «Множество крошечных светодиодов самоорганизуются в один светодиод глубокого ультрафиолета, — рассказал Кодзима. — Такой ансамбль мельчайших светодиодов обладает преимуществами как по скорости, так и по мощности».

Многие технологии в настоящее время тестируются для возможного использования в сетях 5G, и одним из кандидатов является Li-Fi (от Light Fidelity). Авторы исследования надеются, что созданные ими надёжные, высокопроизводительные устройства глубокого ультрафиолета станут решающим аргументом в пользу Li-Fi, так как позволят преодолеть критическую слабость данной оптической технологии — её восприимчивость к воздействию солнечного излучения.