Нанокристалл разогнал беспроводной интернет до двух гигабит в секунду

Учёные разработали новый материал, который сможет не только обеспечить более эффективное освещение, но также даст возможность предоставления услуг беспроводного подключения к сети интернет со скоростью передачи данных до двух гигабит в секунду. Эпоха постоянно растущих скоростей интернет-подключения может вскоре записать новые данные в список своих рекордов. После изобретения Li-Fi, учёные создали ещё один метод передачи данных, обеспечивающий скорость передачи данных до 2 Гбит/сек при использовании светодиодов.



Такие технологии связи, как Bluetooth и Wi-Fi, используют для работы диапазон невидимых радиоволн, однако передача данных в диапазоне видимых световых волн может быть более эффективной и безопасной. Исследователи из Научно-технологического университета имени короля Абдаллы (KAUST) создали нанокристалл, который позволяет передавать данные при помощи излучаемых светодиодом волн видимого спектра на скорости до 2 Гбит/сек, одновременно обеспечивая неплохое освещение комнаты. Данные исследования опубликованы в журнале ACS Photonics.

Лишь малая часть спектра электромагнитных волн является видимой для человеческого глаза, и использование данных световых волн может помочь создать беспроводную систему более быстрой и эффективной передачи данных. Учитывая огромное количество беспроводных устройств, борющихся за право передавать сигналы, отдельные частоты могут быть зашумлены помехами, а также создавать помехи работе чувствительного оборудования, используемого для навигации или в лечебных учреждениях. Применение системы связи в диапазоне видимых световых лучей (VLC) поможет избежать данных помех.

В настоящее время основой VLC-устройств являются светодиоды, в которых использован фосфор, преобразующий часть синего свечения, излучаемого диодами, в зелёное и красное. Сочетание красного, синего и зелёного цветов даёт белый свет, идеально подходящий для освещения комнаты параллельно с передачей сигналов беспроводной связи. Однако, у этой технологии имеются свои ограничения.

«Скорость передачи данных VLC-устройств, генерирующих белый свет таким способом, ограничена одной сотней миллионов бит в секунду», – говорит профессор электротехники из KAUST Бун Уй.
Впрочем, в Университете штата Виргиния удалось достичь скорости передачи данных в 300 Мбит/сек, а компании Siemens – в 500 Мбит/сек. В лаборатории Университета штата Пенсильвания была достигнута скорость в 1,6 Гбит/сек, однако для этого использовались инфракрасные лучи.

Исследователи из KAUST смогли достичь скорости в 2 Гбит/сек, преобразуя разноцветные лучи в белое свечение при помощи нанокристалла, который использовался вместо фосфора. Данные кристаллы размером в восемь нанометров созданы из свинцового бромида цезия, который при освещении синим лазером излучает зелёный свет. Имеющийся в диоде нитрид фосфора излучает красный свет, и в сочетании три цвета дают белый свет, подходящий для освещения комнаты и сравнимый со светом, излучаемым привычными светодиодными лампами.

Данные передаются путём череды быстрых вспышек, невидимых для человеческого глаза, но вполне мощными и яркими для приёмного датчика. Это связано с тем, что в данных нанокристаллах оптические процессы происходят на временной шкале в примерно семь наносекунд, что означает оптическое излучение света с частотой 491 МГц. В свою очередь, это позволяет передавать данные на скорости 2 Гбит/сек. Впрочем, другие исследователи склонны считать, что в подобных VLC-устройствах удастся достичь скорости в 10 Гбит/сек.

Напомним, ещё в ноябре прошлого года технология беспроводной связи, получившая название Li-Fi, произвела настоящую сенсацию в научных кругах, показав при первых тестах в условиях «реального мира» скорость, превысившую в 100 раз среднюю скорость передачи данных Wi-Fi.