Замість радіохвиль — ультрафіолет. Вчені з Німеччини та Великої Британії встановили новий рекорд бездротової оптичної передачі даних, використавши спеціальні світлодіоди далекого ультрафіолетового діапазону.
Дослідники з Ferdinand-Braun-Institut у Берліні та університетів Стратклайда й Кембриджа змогли передати інформацію зі швидкістю 1,5 Гбіт/с за допомогою UVC-світлодіодів із довжиною хвилі менш ніж 235 нанометрів. Результати дослідження були опубліковані в журналі IEEE Explore.
Чому взагалі знадобився ультрафіолет? Радіочастотний спектр, який використовують бездротові технології, поступово стає дедалі більш завантаженим. Смартфони, автомобілі, розумні пристрої, дрони та інше обладнання конкурують за доступні частоти.
Оптичний зв’язок може частково вирішити цю проблему. Але звичайне світло та частина ультрафіолетового випромінювання стикаються з іншою проблемою — сонячним випромінюванням, яке може створювати перешкоди.
Тут і з’являється UVC. Випромінювання з довжиною хвилі менше 280 нм практично не досягає поверхні Землі, оскільки поглинається верхніми шарами атмосфери. Це створює своєрідне «вікно», у якому можна передавати оптичні сигнали з мінімальним впливом сонячного фону.
Вчені розробили UVC-світлодіоди, які працюють на довжинах хвиль нижче 235 нм, і спеціально оптимізували їх для швидкої передачі даних. Зменшення площі випромінювання дозволило підвищити щільність струму та розширити смугу модуляції.
Перший експеримент провели в умовах звичайного освітленого приміщення. Передавач і приймач розташували на відстані лише 30 сантиметрів, а сигнал передавався по прямій видимості. Результат — рекордні 1,5 Гбіт/с для бездротового оптичного зв’язку в цьому короткохвильовому діапазоні. Але дослідники бачать ще цікавішу можливість.
На таких коротких хвилях сильніше проявляється рейлеївське розсіювання. Світло може розсіюватися на дрібних частинках, що потенційно дозволить створювати системи зв’язку, які працюватимуть навіть без прямої видимості між передавачем і приймачем.
Поки що технологія перебуває на експериментальній стадії. Вченим ще потрібно з’ясувати, на яких відстанях і за яких погодних та інших умов far-UVC-зв’язок зможе працювати практично.
Але сам рекорд уже показує: ультрафіолет може стати не лише випромінюванням, якого ми намагаємося уникати, а й абсолютно новим каналом для бездротової передачі даних.