单芯500mW，日本团队开发深紫外LED新品
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行家说UV LED技术与产业应用高峰论坛
2023年9月6日 | 深圳宝安国际会展中心
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行家说UV了解到，近日日本国家信息和通信技术研究所井上信一郎领导的研究小组开发出单芯500mW的深紫外LED用于光无线通信。
深紫外LED可避免阳光背景噪声
据悉，目前光作为传输介质的困难之一是波长比无线电波更短的光比无线电波传播得更直，并且不会穿透建筑物等物体。
另外在光无线通信中，在传播的途中需要没有障碍物阻挡光线，发射器和接收器也需要以良好的视线相互面，而且使用可见光或红外光的传统光学无线通信存在受太阳光引起的背景噪声的强烈影响的问题。
为此，光无线通信在白天、室外和非视距环境中传播被认为极为困难。针对这些问题，日本国家信息和通信技术研究所的研究团队目前正在开发在深紫外波段（200-300nm）发光的AlGaNLED，并尝试研究该波段深紫外LED将其用于非视距环境下的光无线通信，特别是波长为280nm以下的深紫外光具有被臭氧层强烈吸收的特性，因为该特性使得可以在使用280nm或更小的深紫外光的光无线通信中避免阳光背景噪声的影响。
此外，与常规可见光和红外光相比波长极短的深紫外光与大气中的气溶胶和分子相互作用强烈，具有高概率散射的特性。因此，即使在发射机和接收机之间存在建筑物等障碍物的非视距环境中，也可以通过散射过程绕过障碍物，实现以光为传输介质的无线通信。
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已开发出单芯500mW深紫外LED
该研究团队在实验过程中发现深紫外光在非视距环境下经过散射过程的衰减率相对于传输距离极高，信号光的强度在到达之前就变得非常微弱。
为了利用深紫外LED实现白天和室外的非视距光无线通信，提高通信速度，延长传输距离，该研究团队尝试开发大功率深紫外LED，发射波长为265 nm和光输出500 mW的高强度单芯片深紫外LED，在室温操作和2 A注入电流下，光输出约为550 mW，并在2022年3月成功研制且对外公布。
开发的深紫外光传输/接收系统和实验布局
接下来使用开发出的传输/接收系统，在白天室外的非视线实验环境中观察眼图，发射器之间有建筑物阻挡光线和接收器，得到在1 Mbps的通信速度下，长达80 m的长距离传输清晰的眼图。
未来深紫外LED“非视距”（NLOS）光无线通信系统概念图
根据研究的结果，该团队指出深紫外LED在非视距环境中，可以实现长距离、高速（Mbps 或更高）的光学无线通信传输，即在建筑物之间存在障碍物等障碍物，预计未来在能见度较差的路口、森林和道路等因建筑物、车对车通信和路对车通信等障碍物而看不见的无人机和无人机器人之间的通信将为光无线通信创造新的使用场景。
来源：nict.go.jp、行家说UV整理
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