I ricercatori hanno risolto un problema importante per le comunicazioni wireless ottiche, il processo mediante il quale la luce trasporta le informazioni tra telefoni cellulari e altri dispositivi. I diodi a emissione di luce (LED) emettono la loro luce in un messaggio codificato che i dispositivi riceventi possono comprendere.

Ora, un team di ricercatori con sede in Giappone ha sposato le due opzioni nella combinazione ideale di LED a lunga durata e veloci. Hanno pubblicato i loro risultati il ​​22 luglio in Lettere di fisica applicata .

"Una tecnologia chiave per una modulazione più rapida è ridurre le dimensioni del dispositivo". dice Kazunobu Kojima, Professore Associato, Istituto di ricerca multidisciplinare per i materiali avanzati. "Però, questa tattica crea un dilemma:sebbene i LED più piccoli possano essere modulati più velocemente, hanno un potere inferiore."

Un altro problema è che le comunicazioni wireless ottiche sia visibili che infrarosse possono avere significative interferenze solari, secondo Kojima. Per evitare confusione con la luce solare visibile e infrarossa, i ricercatori miravano a migliorare i LED che comunicano specificamente tramite luce ultravioletta profonda, che può essere rilevato senza interferenze solari.

"I LED a ultravioletti profondi sono attualmente prodotti in serie nelle fabbriche per applicazioni relative a COVID-19, "Kojima ha detto, notando che la luce ultravioletta profonda viene utilizzata per i processi di sterilizzazione e per le comunicazioni wireless ottiche cieche dal sole. "Così, sono economici e pratici da usare."

I ricercatori hanno fabbricato i LED ultravioletti profondi su modelli di zaffiro, che sono considerati un substrato economico, e misurato la loro velocità di trasmissione. Hanno scoperto che i LED ultravioletti profondi erano più piccoli e molto più veloci nelle loro comunicazioni rispetto ai LED tradizionali a quella velocità.

I ricercatori miravano a migliorare i LED che comunicano specificamente tramite luce ultravioletta profonda, che non è visibile all'occhio umano.

"Il meccanismo alla base di questa velocità sta nel modo in cui molti minuscoli LED si auto-organizzano in un singolo LED ultravioletto profondo, " ha detto Kojima. "Il piccolo insieme di LED aiuta con potenza e velocità."

I ricercatori vogliono utilizzare i LED ultravioletti profondi nelle reti wireless 5G. Molte tecnologie sono attualmente in fase di test per contribuire al 5G, e Li-Fi, o fedeltà leggera, è una delle tecnologie candidate.

"La debolezza critica del Li-Fi è la sua dipendenza solare, " ha detto Kojima. "La nostra tecnologia wireless ottica basata su LED ultravioletti profondi può compensare questo problema e contribuire alla società, Spero."