Дальний УФ позволил передавать данные на скорости 1,5 Гбит/с

30.09.2026

Беспроводная передача информации сегодня в основном ассоциируется с радиосвязью, однако радиочастотный спектр не безграничен. По мере распространения дронов, автономного транспорта, роботов и промышленного оборудования потребность в надежных беспроводных каналах постоянно растет. Одним из способов дополнить радиосистемы может стать оптическая связь, а немецкие специалисты недавно продемонстрировали ее возможности с использованием дальнего ультрафиолета.

Исследователи из берлинского Института Фердинанда Брауна (FBH) разработали УФ-светодиоды, которые позволили установить рекорд скорости беспроводной оптической передачи данных на длинах волн менее 235 нм. Созданная на их основе система смогла передавать информацию со скоростью 1,5 Гбит/с на расстояние 30 см при прямой видимости между передатчиком и приемником. Эксперимент проводился при обычном комнатном освещении, что также подтверждает работоспособность технологии в условиях, отличных от полностью контролируемой лабораторной среды.

Главное преимущество выбранного диапазона связано с солнечным излучением. Оптические системы, работающие в видимом или инфракрасном диапазоне, на открытом воздухе сталкиваются с естественным источником фоновых помех - Солнцем, которое также излучает свет в этих областях спектра. Поэтому для надежной передачи информации приходится достаточно точно направлять и настраивать световые лучи. Дальний ультрафиолет позволяет существенно уменьшить эту проблему.

Излучение диапазона УФ-С обладает так называемой солнечно-слепой характеристикой. На длинах волн менее 280 нм солнечный свет практически не достигает поверхности Земли, поскольку поглощается верхними слоями атмосферы. Благодаря этому оптический сигнал в данном диапазоне может распространяться на фоне крайне низкого естественного излучения, что создает благоприятные условия для беспроводного обмена данными. Такая технология способна дополнить радиосвязь там, где традиционные каналы уже испытывают ограничения из-за высокой загрузки частотного спектра.

Для эксперимента специалисты использовали еще более короткие волны - ниже 235 нм. По словам разработчиков, такое дальнее УФ-излучение в значительной степени поглощается верхними слоями кожи и проникает в живые ткани значительно менее глубоко, чем ультрафиолет с большей длиной волны. Именно поэтому данный диапазон рассматривается как подходящий для некоторых систем, предназначенных для работы в непосредственной близости от людей, хотя безопасность конкретного устройства, разумеется, должна оцениваться с учетом его параметров и условий эксплуатации.

Существенную роль в достижении рекордных характеристик сыграла конструкция самих светодиодов. Исследователи разделили их излучающую поверхность на множество небольших участков. Уменьшение площади отдельных элементов снижает емкость перехода и одновременно позволяет увеличить плотность тока. В результате светодиод способен быстрее изменять интенсивность излучения, что расширяет полосу модуляции и дает возможность передавать больше информации за единицу времени по сравнению с устройствами с крупной излучающей поверхностью.

Старший научный сотрудник FBH Ян Рушель объяснил подход команды следующим образом: "Мы оптимизировали наши светодиоды специально для оптической связи в этом спектральном диапазоне. Они обеспечивают высокую оптическую мощность в соответствии с международными стандартами и могут модулироваться особенно быстро. Это делает их хорошо подходящими для оптического обмена данными как внутри помещений, так и на открытом воздухе". В дальнейшем подобные источники света могут найти применение в системах автономного транспорта, дронах, робототехнике, промышленном оборудовании и средствах гражданской защиты, где требуется устойчивый беспроводной канал.

Практическую проверку технологии провели исследователи Университета Стратклайда и Кембриджского университета, использовавшие разработанные УФ-светодиоды для создания и испытания оптической беспроводной системы. При прямой видимости между передатчиком и приемником она обеспечила скорость 1,5 Гбит/с на дистанции 30 см. Результат стал рекордным для беспроводной оптической связи с использованием столь коротких длин волн. Таким образом, эксперимент показывает, что дальний ультрафиолет способен стать не просто альтернативным способом передачи данных, а дополнительным инструментом беспроводной связи, особенно там, где радиочастоты перегружены, а обычной оптике мешает солнечный свет.

<< Назад: Овощи способны накапливать нанопластик 30.09.2026

>> Вперед: Салициловая кислота запускает защитные гены растений 29.09.2026

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Наушники Neurable One с мониторингом концентрации и усталости мозга 10.10.2026

Современные наушники постепенно превращаются из обычного аудиоустройства в персональный электронный помощник. Они уже умеют подавлять окружающий шум, анализировать качество звука и отслеживать некоторые параметры физического состояния человека. Американская компания Neurable пошла еще дальше и предложила использовать наушники для оценки активности мозга, чтобы определить, насколько человек сосредоточен, испытывает умственное напряжение или начинает уставать. Новая модель получила название Neurable One и оснащена 12 датчиками, способными регистрировать электрическую активность мозга. В основе технологии лежит электроэнцефалография, или EEG, применяемая для фиксации электрических сигналов, возникающих при работе нервной системы. Датчики размещены во внутренних накладках наушников и начинают получать информацию сразу после того, как пользователь надевает устройство. Затем специальное приложение анализирует полученные данные и оценивает текущее состояние человека. Разработчики предус ...>>

Климатический кризис меняет питание детей и влияет на их здоровье 09.10.2026

Когда говорят о влиянии климатических изменений на здоровье человека, чаще всего вспоминают экстремальную жару, наводнения, засухи или лесные пожары. Однако последствия глобального потепления могут проявляться гораздо менее заметно. Один из таких механизмов связан с продовольствием: изменения климата способны влиять на урожайность, стоимость продуктов и их доступность, а через это - на качество питания детей. Особое значение эта проблема приобретает в первые годы жизни. Дети в возрасте до пяти лет особенно чувствительны к недостатку необходимых питательных веществ, поскольку именно в этот период питание и окружающая среда тесно связаны с ростом организма, развитием и формированием иммунной системы. Если полноценная пища становится менее доступной, последствия могут проявляться не сразу, но отражаться на здоровье ребенка в дальнейшем. Бразильские исследователи попытались определить, где подобные проблемы могут пересекаться с климатическими факторами. Для этого специалисты разработ ...>>

Случайная новость из Архива Ограниченная информация мотивирует детей учиться 04.07.2021 Ученые из Университета Рутгерса (Rutgers University) выяснили, что ограниченная информация мотивирует маленьких детей учиться. Согласно исследованию, дети дошкольного возраста чувствительны к разнице между тем, сколько они знают и сколько еще предстоит изучить. Дети дошкольного возраста склонны выбирать, чтобы собрать больше информации о чем-либо, если она им интересна. Эта способность создает у детей идеальное сочетание неуверенности и любопытства и мотивирует их учиться больше. Исследование было сосредоточено на том, как уровень знаний детей влияет на то, какая информация им интересна. Полученные данные свидетельствуют о том, что детей привлекает не просто новизна информации. По словам ученых, дети от природы любопытны, но сложный вопрос заключается в том, как обуздать это естественное любопытство. В серии экспериментов авторы разработали личные и онлайн-сборники рассказов, чтобы измерить, сколько дошкольников от 3 до 5 лет знают о различных "областях знаний". В ходе эксперимента также оценивалась их способность понимать конкретную тему, такую как заражение, и спрашивался, как текущий уровень знаний детей предсказывает их интерес к изучению этого вопроса, в том числе заболеет ли кто-то после игры с чихающим другом. Интуитивно кажется, что любопытство принадлежит тем, кто знает больше всего, например ученым, и тем, кто знает меньше всего, например младенцам. Но то, что авторы исследования обнаружили, довольно удивительно: именно дети данного возраста проявили наибольший интерес к изучению темы заражения, по сравнению с детьми, которые знали слишком мало или слишком много. Результаты исследования помогут родителям и педагогам лучше поддерживать детей, когда они активно исследуют и познают мир.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026