Los investigadores han demostrado un nuevo sistema de comunicación de luz visible que utiliza una sola ruta óptica para crear un enlace de comunicación multicanal por aire. Este enfoque podría usarse como un enlace de comunicación de respaldo o para conectar dispositivos de Internet de las cosas.

"Los sistemas de comunicación óptica de espacio libre de hoy en día generalmente usan dos enlaces separados con rutas ópticas separadas para establecer dos canales", dijo el líder del equipo de investigación, Yongjin Wang, de la Universidad de Correos y Telecomunicaciones de Nanjing en China. "Este nuevo modo de comunicación puede ahorrar la mitad del espacio del canal, el costo y la energía mediante el uso de un solo enlace".

Los investigadores describen su nuevo enfoque en la revista Optics Letters . Se basa en dispositivos llamados diodos de nitruro III de pozo cuántico múltiple (MQW) que pueden emitir y detectar luz al mismo tiempo.

"Esta técnica podría permitir que las funciones de comunicación basadas en la luz estén altamente integradas en un chip, que también podría usarse para reducir el tamaño de las placas de circuito, haciéndolas más baratas y portátiles", dijo Wang. "Con el tiempo, nos gustaría desarrollar una CPU fotónica basada en este modo de comunicación".

Cancelar diafonía

Los diodos de nitruro MQW III son dispositivos basados ​​en chips que cuentan con una región superpuesta entre las longitudes de onda que emiten y detectan. Esto les permite usarse simultáneamente como transmisor y receptor en un sistema de comunicación inalámbrico basado en luz. Estos diodos también cuentan con una variedad de funciones de emisión, transmisión, modulación y detección de luz que los hacen útiles para esta aplicación.

En el nuevo trabajo, los investigadores utilizaron diodos de nitruro MQW III emisores de azul y verde para crear un sistema de comunicación de enlace único que puede transmitir y recibir información en más de un canal. Esto requería descubrir cómo evitar que se produjera una diafonía entre las diferentes señales ópticas.

Lo lograron diseñando una configuración con dos diodos de nitruro MQW III de emisión azul colocados entre dos diodos verdes en una sola ruta óptica. Cada chip de diodo estaba revestido con un revestimiento de reflexión Bragg distribuida (DBR) que bloqueaba la luz azul y dejaba pasar la luz verde. Esto creó una ruta óptica verde con un diodo verde actuando como transmisor y otro como receptor, mientras que la luz azul permaneció entre el par transmisor/receptor de diodos azules.

Demostración de dos canales

Para probar el sistema, los investigadores llevaron a cabo varios tipos de caracterizaciones ópticas. Por ejemplo, demostraron que cuando el diodo azul funcionaba como transmisor, la emisión de luz aumentaba a medida que la corriente de inyección aumentaba de 10 mA a 30 mA, convirtiendo la energía y la información del dominio eléctrico al óptico. También demostraron que los espectros de emisión y detección del chip de luz azul se superponían en unos 37 nm, lo que confirmaba la emisión y detección simultáneas. En general, estas pruebas confirmaron que se podía formar de manera estable un enlace de comunicación óptica full-duplex de ruta óptica única utilizando dos pares de diodos de nitruro MQW III, que brindan una velocidad de datos de 100 bits por segundo.

"A través de este nuevo modo de comunicación, demostramos el ahorro de espacio y costo del canal y la alta integración de la comunicación", dijo Wang. "Esto es de gran importancia para la miniaturización e integración de chips fotónicos en el futuro".

Los investigadores ahora están trabajando para comprender mejor las propiedades simultáneas de emisión y detección de los diodos de nitruro MQW III para hacer chips optoelectrónicos que sean aún más integrados y multifuncionales. También están trabajando para mejorar las capacidades de detección del nuevo sistema de comunicación. + Explora más

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