As autoridades militares e civis podem se beneficiar de sistemas de comunicação ótica seguros que usam luz para transportar mensagens entre veículos em movimento. Pesquisadores da KAUST agora demonstraram rápida transferência de dados usando luz ultravioleta-B (UV-B), que oferece muitas vantagens sobre a luz visível.

Os sistemas de comunicação ótica que usam lasers visíveis e diodos emissores de luz (LEDs) sofrem interferência devido aos altos níveis de luz visível na luz solar. O que mais, o transmissor e o receptor devem estar alinhados com muita precisão, o que é muito difícil para veículos em movimento.

"O alinhamento preciso do feixe para comunicação óptica ponto a ponto (ou linha de visão) é um desafio - movimentos leves de apenas alguns milímetros podem quebrar o link de comunicação, "diz o estudante de doutorado Xiaobin Sun que trabalhou no projeto com os professores Boon Ooi e Slim Alouini, ao lado de outros colegas de trabalho da KAUST e da Academia Chinesa de Ciências de Pequim. "Este problema nos motiva a procurar um sistema de comunicação sem linha de visão."

É aqui que o UV-B se torna útil. UV-B do sol é principalmente absorvido pelo ozônio na alta atmosfera, por isso não interfere nas comunicações. Também, UV-B é espalhado em diferentes direções por aerossóis e moléculas comuns, o que significa que o sinal se espalha a partir da fonte para cobrir uma ampla área e não é necessário um alinhamento preciso do feixe.

Sol, Ooi, Alouini e seus colegas de trabalho estão desenvolvendo fontes de LED UV de alto desempenho e detectores altamente sensíveis que recebem sinais UV com rapidez e precisão. Em seu último trabalho, eles usaram um LED para enviar sinais UV-B pulsados ​​a um sensor que compreende duas lentes anti-reflexas que coletam e focalizam a luz UV-B em um fotodetector. A equipe observou uma forte transmissão de energia, mesmo quando o ângulo entre a fonte e o detector foi aumentado para 12 graus, demonstrar que a linha de visão direta não era necessária. Além disso, o sistema transmitiu dados a uma taxa recorde de 71 megabits por segundo (Mbps).

"Outros grupos usaram diferentes tipos de fontes de UV para transmitir sinais NLOS relativamente lentos para comunicações, "diz Ooi." Somos os primeiros a alcançar várias dezenas de transmissão de Mbps usando LEDs UV-B. "

Agora que eles provaram seu conceito em um sistema de baixo consumo de energia, a equipe planeja aumentar a potência ótica e a sensibilidade até conseguir comunicações UV de longa distância sem linha de visão com altas taxas de transmissão de dados.

"Esses esforços colaborativos interdisciplinares entre os grupos de fotônica e teoria da comunicação da KAUST estão pavimentando o caminho em direção à próxima fronteira para sistemas de comunicação óptica sem fio, "diz Alouini.