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光通信
2016/6/24 11:45

研究人员通过激光可见光打破数据传输带宽记录

激光制造网  

以移动电话和Wi-Fi设备为代表的产品通过无线电波传输数据,但是随着无线数据传输需求大幅增长的时候,拥挤的射频频谱就会带来一系列问题。目前最佳的解决方案是可见光通信(VLC),就是通过可见光代替无线电波来传输数据。

可见光通信通常使用激光或LED,外观类似传统灯具,但是具有更快的开关通断特性,甚至快过人眼能够分辨的速度,数据传输通过二进制模式。除了扩展数据传输的频谱范围,可见光通信相对于无线电通信具有更快速度、更高安全性及更加高效。

但是,目前可见光通信最大的挑战是带宽很小,从而限制了数据传输的速度。造成这一问题的主要原因是颜色转换器,通过它 蓝光LED光线转换成不同颜色,并最终混合成白光用于数据传输。

在最新一期ACS Photonics上,来自阿卜杜拉国王科技大学由Osman Bakr和Boon Ooi领导的研究团队,研制出一种新型可见光通信颜色转换器,带宽比现有转换器高40倍。

相对于商用的颜色转换器,新设计基于荧光粉技术,这种冷光材料在传统LEDs中已经取得广泛应用。问题在于商用的颜色转换器所采用的荧光粉具有很长的光致发光时间,达到微秒级别,从而使得最大带宽只有12MHz左右。

在新的研究中,研究人员将传统的荧光粉和钙钛矿纳米晶体结合,这种技术被开发用于太阳能电池领域,基于其高效的能量转换效率。科学家展示了通过向传统荧光粉添加钙钛矿纳米晶体,其光致发光时间可减少至7纳秒。因此,新型颜色转化器具有接近500MHz的带宽,可在2Gb/s的高速下传输数据。作为参考,Wi-Fi技术的传输速度仅为几十Mb/s。

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