Li-fi,即利用可見光傳輸數據的通信技術,速度可超越Wi-Fi百倍之多,具備寬頻帶,有助于大量信息同時傳輸。特別之處在于,借助光線照射區域傳送數據,保障極高的安全系數。
此創新方法充分利用室內現有照明基礎設施如LED等,無需額外設備搭建。然而,在實際照明系統中運用可見光通信(VLC)可能導致數據傳輸穩定性及精度下降。
近期,浦項科技大學(POSTECH)化學工程系Dae Sung Chung教授領銜的研究團,攜手智能半導體研究院Dowan Kim、Dong-Woo Jee教授以及Hyung-Jun Park,包括亞洲大學工程系以及仁荷大學材料科學與工程系的Jeong-Hwan Lee教授共同努力,通過新型光源減低干擾,首次成功實現基于室內照明的無線通信。研究成果已刊發于《先進材料》雜志。
兩個同波長的光相互作用會引發干涉,使得幅度有所增加或者消除。研究過程中,團隊發現這一現象在利用LED作為單色光源且進行VLC通信時尤為突出。為了攻克這一難題,他們打造出一款新型光源,不僅能模擬白色照明效果,而且能降低干擾范圍。
值得一提的是,這個新設計完全由有機組件(含有機發光二極管和有機光電二極管)構成,形成了新的可見光通信(VLC)系統。此外,他們還引進了空腔結構強化OLED對特定波長的色彩表達能力,把法布里-珀羅結構融入有機光電二極管,選擇性吸收特定波長的光;并采用厚結結構以便適應廣泛的驅動電壓。
這款紅/綠/藍(R/G/B)混合OLED,選用了能提升工作頻率的熒光發射材料,并加入了空腔結構以鞏固窄發射特性。利用經過光譜優化的紅/綠/藍(R/G/B)組合的有機光電二極管/OLED,團隊成功設計出一款適合室內照明的VLC系統,并深入剖析了發射器和接收器之間的距離或角度如何影響信號干擾比。
團隊的新型白光顯示出遠優于傳統光源的誤碼率(BER)。BER是衡量數字信號質量的重要參數,顯著降低的BER表明我們有效地控制了光源間的干擾,保證了信息傳輸的準確性。
研究小組的領導Dae Sung Chung教授表示:“跟傳統光源相比,我們的三波長混合光源能巧妙避開干擾,大幅提升數據傳輸的穩定度和精確性。我們相信這一技術將成為各行各業的福音,成為傳統照明系統無線通信接班人。”
在多通道VLC系統中,團隊利用紅、綠、藍三個波段不重合的OLED產生混合白光,盡量減少通道間的干擾。他們證實了紅/綠/藍(R/G/B)組合同色光源在室內白光照明中的實用性,并展示出傳輸的數據模式與接收的數據模式能夠良好配合。
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