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Des chercheurs ont résolu un problème majeur pour les communications optiques sans fil : le processus par lequel la lumière transporte des informations entre les téléphones portables et d’autres appareils. Les diodes électroluminescentes (DEL) émettent des impulsions lumineuses dans un message codé que les appareils destinataires peuvent comprendre.

Des DEL à ultraviolets profonds 

Une équipe de chercheurs basée au Japon a maintenant marié ces deux options en une combinaison idéale de DEL rapides et durables.  « Une technologie clé pour une modulation plus rapide consiste à réduire la taille de l’appareil », explique Kazunobu Kojima, professeur associé à l’Institut de recherche multidisciplinaire pour les matériaux avancés. « Cependant, cette tactique crée un dilemme : bien que les DEL plus petites puissent être modulées plus rapidement, elles ont une puissance plus faible ».
Un autre problème est que les communications optiques sans fil dans le visible et l’infrarouge peuvent avoir des interférences solaires importantes, selon M. Kojima. Pour éviter toute confusion avec la lumière solaire visible et infrarouge, les chercheurs ont cherché à améliorer les DEL qui communiquent spécifiquement via la lumière ultraviolette profonde, qui peut être détectée sans interférence solaire.
« Les DEL à ultraviolets profonds sont actuellement produites en masse dans des usines pour des applications liées au COVID-19 », a déclaré M. Kojima, en précisant que la lumière ultraviolette profonde est utilisée pour les processus de stérilisation ainsi que dans les communications optiques sans fil solaire. « Ils sont donc bon marché et pratiques à utiliser ».

Elles sont plus rapides que les DEL traditionnelles 

Les chercheurs ont fabriqué les DEL à ultraviolets profonds sur des gabarits en saphir, qui sont considérés comme un substrat peu coûteux, et ont mesuré leur vitesse de transmission. Ils ont découvert que les DEL à ultraviolets profonds étaient plus petites et beaucoup plus rapides dans leurs communications que les DEL traditionnelles à cette vitesse.
Les chercheurs ont tenté d’améliorer les DEL qui communiquent spécifiquement par la lumière ultraviolette profonde, qui n’est pas visible à l’œil humain. « Le mécanisme qui sous-tend cette vitesse réside dans la façon dont de nombreuses DEL minuscules s’auto-organisent en une seule DEL à ultraviolet profond », a déclaré M. Kojima. « L’ensemble de ces petites DEL permet d’obtenir à la fois puissance et vitesse.

Pour les reseaux 5G

Les chercheurs veulent utiliser ces DEL à ultraviolets profonds dans les réseaux sans fil 5G. De nombreuses technologies sont actuellement testées pour contribuer au 5G, et au Li-Fi, ou à la fidélité à la lumière, est l’une des technologies candidates.
« La faiblesse du Li-Fi est sa dépendance au Soleil », a déclaré M. Kojima. « Notre technologie optique sans fil basée sur des DEL dans l’ultraviolet profond peut compenser ce problème ».
Cette recherche a été publiée dans Applied Physics Letters.
Source : Tohoku University
Crédit photo : pexels