Исследователи из Сент-Эндрюсского и Кембриджского университетов сделали значительный шаг вперёд в области беспроводной связи, используя органические светодиоды (OLED), которые традиционно применяются в экранах смартфонов и телевизоров. Их работа, опубликованная в журнале Advanced Photonics, демонстрирует, что OLED могут быть настроены для передачи данных с рекордной скоростью на значительные расстояния, что открывает новые горизонты для подключения устройств.

Технология, известная как связь в видимом свете (VLC) или Li-Fi, использует свет вместо радиоволн для передачи данных. Она обладает рядом преимуществ, включая высокую пропускную способность, низкий уровень помех и возможность интеграции с существующими системами освещения. OLED, благодаря своей гибкости, тонкости и простоте изготовления, представляют собой перспективный компонент для VLC. Однако до недавнего времени их считали недостаточно быстрыми для высокоскоростной передачи данных.

Команда учёных преодолела этот барьер, оптимизировав материалы и конструкцию OLED. В результате им удалось достичь скорости передачи данных до 4,0 гигабит в секунду (Гбит/с) на расстоянии 2 метров и 2,9 Гбит/с на расстоянии 10 метров — это рекордные показатели для систем на основе органических светодиодов. Для сравнения, предыдущие разработки достигали лишь 2,85 Гбит/с, причём на гораздо меньших расстояниях.

Ключевым элементом успеха стало использование органического соединения динафтилперилена (ДНП), известного своей стабильностью, длительным сроком службы и быстрым светоизлучением. Исследователи создали OLED на основе ДНП, тщательно регулируя толщину и состав каждого слоя устройства для оптимального баланса между яркостью и скоростью. Они также экспериментировали с размерами светодиодов, обнаружив, что более крупные устройства способны излучать больше света без потери скорости, что позволяет поддерживать сильный сигнал на больших расстояниях.

Для проверки производительности команда разработала систему VLC, где OLED использовались в качестве передатчиков, а высокоскоростные фотодиоды — в качестве приёмников. Применение метода модуляции «мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов» (OFDM), широко используемого в Wi-Fi и 5G, позволило системе поддерживать низкий уровень ошибок даже на высоких скоростях благодаря усовершенствованной обработке сигналов и коррекции ошибок.

Особенно впечатляющим достижением стала передача данных на расстояние 10 метров с использованием одного OLED-передатчика. Скорость почти 3 Гбит/с на таком расстоянии значительно превосходит возможности предыдущих систем, которые работали на расстоянии менее полуметра. Это открывает перспективы для практического применения OLED VLC в домах, офисах и даже на носимых устройствах.

Учёные уверены, что дальнейшее совершенствование материалов, увеличение светоотдачи и улучшение архитектуры устройств приведут к ещё более высоким скоростям передачи данных. Развитие OLED-технологий, стимулируемое потребностями индустрии дисплеев и освещения, обещает стать важным фактором в эволюции беспроводной связи, предлагая новые возможности для подключения устройств в будущем.

Источник

Исследователи показали, что OLED могут быть изготовлены быстрее за счет подходящего выбора материала и конструкции устройства для достижения рекордно быстрой передачи данных. Стабильное органическое соединение под названием динафтилперилен (DNP), известное своим длительным сроком службы и быстрым светоизлучением, является одним из ключевых. Изображены OLED-индикаторы красного цвета с верхним излучением: (слева) схема, (справа) изображение микроскопа. Источник: K. Yoshida et al., doi 10.1117/1.AP.7.3.036005.

Присоединяйтесь к нам в Telegram