科技日報記者 張佳欣

在研發(fā)更快速、更靈活的無線通信技術(shù)競賽中，有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）或被視為一個突破口。英國圣安德魯斯大學(xué)和劍橋大學(xué)團(tuán)隊在最新一期《先進(jìn)光子學(xué)》雜志上發(fā)表研究稱，經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計，OLED可實現(xiàn)前所未有的高速數(shù)據(jù)傳輸，且有效距離遠(yuǎn)超此前紀(jì)錄，這項突破有望重塑未來設(shè)備間的連接方式。

這項技術(shù)被稱為可見光通信（VLC），也被稱作“光通信”（Li-Fi），其可通過光而非無線電波來傳輸數(shù)據(jù)。相比傳統(tǒng)Wi-Fi，VLC具有帶寬更高、干擾更低、易于與現(xiàn)有照明系統(tǒng)整合等優(yōu)點。OLED特別適合VLC應(yīng)用，但長期以來，OLED響應(yīng)速度過慢，難以滿足高速數(shù)據(jù)傳輸需求。

此次通過精準(zhǔn)選擇發(fā)光材料并優(yōu)化OLED結(jié)構(gòu)設(shè)計，團(tuán)隊在2米距離上實現(xiàn)了4.0千兆比特每秒（Gbps）的數(shù)據(jù)傳輸速率，在10米距離上也達(dá)到了2.9Gbps。這兩個數(shù)據(jù)均刷新了OLED通信系統(tǒng)的性能紀(jì)錄。此前，類似系統(tǒng)的傳輸速度最多為2.85Gbps，且只能在非常短的距離內(nèi)實現(xiàn)。

打破這一性能瓶頸的關(guān)鍵，在于一種名為二萘基芘的穩(wěn)定有機(jī)化合物。該材料具備高穩(wěn)定性和快速發(fā)光特性，適合用于長時間、高強(qiáng)度發(fā)光。團(tuán)隊在此基礎(chǔ)上對OLED的每一層厚度和組成進(jìn)行精細(xì)調(diào)控，實現(xiàn)了亮度與速度的最佳平衡。

在實際測試中，團(tuán)隊搭建了一個OLED可見光通信系統(tǒng)。OLED作為發(fā)射器，高速光電二極管作為接收器，采用了與Wi-Fi和5G相同的調(diào)制技術(shù)，即正交頻分復(fù)用技術(shù)，以提高數(shù)據(jù)吞吐率，借助先進(jìn)的信號處理與糾錯機(jī)制，該系統(tǒng)即使在高速下仍能保持低誤碼率。

尤其令人矚目的是10米遠(yuǎn)距離傳輸?shù)某晒?。單個OLED發(fā)射器能在如此距離上傳輸近3Gbps的數(shù)據(jù)，標(biāo)志著該技術(shù)從實驗室走向現(xiàn)實應(yīng)用邁出關(guān)鍵一步。此前，大多數(shù)OLED光通信系統(tǒng)的有效距離不足半米。

總編輯圈點

使用新材料并優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計，此次研究團(tuán)隊使OLED突破了長久以來阻礙其落地的瓶頸，實現(xiàn)了高速數(shù)據(jù)傳輸，即使距離達(dá)到10米，每秒基本也能傳輸一部高清電影，滿足了室內(nèi)場景的使用需求。效果提升的關(guān)鍵在于二萘基芘，它適用于長時間高強(qiáng)度發(fā)光。這種高效可見光通信系統(tǒng)，讓OLED可兼具照明和通信功能，未來或可集成在屏幕、燈具中。可以想象這樣的場景——當(dāng)屋內(nèi)燈光亮起，網(wǎng)絡(luò)也隨之覆蓋，接下來，盡情享受你的智能生活吧。