Onderzoekers hebben een groot probleem opgelost voor optische draadloze communicatie:het proces waarbij licht informatie tussen mobiele telefoons en andere apparaten vervoert. Light-emitting diodes (LED's) pulseren hun licht in een gecodeerd bericht dat ontvangende apparaten kunnen begrijpen.

Nutsvoorzieningen, een team van onderzoekers gevestigd in Japan heeft de twee opties samengevoegd tot de ideale combinatie van duurzame en snelle LED's. Ze publiceerden hun resultaten op 22 juli in Technische Natuurkunde Brieven .

"Een belangrijke technologie voor snellere modulatie is het verkleinen van het apparaat." zegt Kazunobu Kojima, Collega Professor, Instituut voor multidisciplinair onderzoek naar geavanceerde materialen. "Echter, deze tactiek creëert een dilemma:hoewel kleinere LED's sneller kunnen worden gemoduleerd, ze hebben een lagere macht."

Een ander probleem is dat zowel zichtbare als infrarood optische draadloze communicatie aanzienlijke zonne-interferentie kan hebben, volgens Kojima. Om verwarring met zichtbaar en infrarood zonnelicht te voorkomen, de onderzoekers wilden LED's verbeteren die specifiek communiceren via diep ultraviolet licht, die kan worden gedetecteerd zonder interferentie van de zon.

"Diep-ultraviolette LED's worden momenteel massaal geproduceerd in fabrieken voor toepassingen die verband houden met COVID-19, " zei Kojima, opmerkend dat diep ultraviolet licht wordt gebruikt voor sterilisatieprocessen en voor zonneblinde optische draadloze communicatie. "Dus, ze zijn goedkoop en praktisch in gebruik."

De onderzoekers fabriceerden de diep-ultraviolette LED's op saffiersjablonen, die als een goedkoop substraat worden beschouwd, en hun transmissiesnelheid gemeten. Ze ontdekten dat de diepe ultraviolette LED's kleiner waren en veel sneller in hun communicatie dan traditionele LED's met die snelheid.

Onderzoekers wilden LED's verbeteren die specifiek communiceren via diep ultraviolet licht, die niet zichtbaar is voor het menselijk oog.

"Het mechanisme dat aan deze snelheid ten grondslag ligt, is hoe veel kleine LED's zichzelf organiseren in een enkele diepe ultraviolette LED, " zei Kojima. "Het kleine LED-ensemble helpt met zowel kracht als snelheid."

De onderzoekers willen de diep-ultraviolette leds gebruiken in draadloze 5G-netwerken. Veel technologieën worden momenteel getest om 5G bij te dragen, en Li-Fi, of lichte trouw, is een van de kandidaat-technologieën.

"De kritieke zwakte van Li-Fi is de afhankelijkheid van zonne-energie, " zei Kojima. "Onze optische draadloze technologie op basis van diep ultraviolet LED kan dit probleem compenseren en een bijdrage leveren aan de samenleving. Ik hoop."