Les autorités militaires et civiles pourraient bénéficier de systèmes de communication optique sécurisés qui utilisent la lumière pour transmettre des messages entre les véhicules en mouvement. Les chercheurs de la KAUST ont maintenant démontré un transfert de données rapide à l'aide de la lumière ultraviolette B (UV-B), qui offre de nombreux avantages par rapport à la lumière visible.
Les systèmes de communication optique utilisant des lasers visibles et des diodes électroluminescentes (DEL) souffrent d'interférences dues aux niveaux élevés de lumière visible à la lumière du soleil. Quoi de plus, l'émetteur et le récepteur doivent être alignés très précisément, ce qui est très difficile pour les véhicules en mouvement.
« L'alignement précis du faisceau pour la communication optique point à point (ou en ligne de mire) est un défi - de légers mouvements de quelques millimètres seulement peuvent rompre le lien de communication, " déclare Xiaobin Sun, doctorant qui a travaillé sur le projet avec les professeurs Boon Ooi et Slim Alouini, aux côtés d'autres collègues de la KAUST et de l'Académie chinoise des sciences à Pékin. "Ce problème nous motive à rechercher un système de communication sans visibilité directe."
C'est là que les UV-B deviennent utiles. Les UV-B du soleil sont principalement absorbés par l'ozone dans la haute atmosphère, il n'interfère donc pas avec les communications. Aussi, Les UV-B sont dispersés dans différentes directions par les aérosols et les molécules communes, ce qui signifie que le signal s'étend à partir de la source pour couvrir une large zone et qu'un alignement précis du faisceau n'est pas nécessaire.
Soleil, Ooi, Alouini et ses collègues développent des sources UV-LED hautes performances et des détecteurs très sensibles qui reçoivent les signaux UV rapidement et avec précision. Dans leur dernier ouvrage, ils ont utilisé une LED pour envoyer des signaux UV-B pulsés à un capteur comprenant deux lentilles antireflet qui collectent et focalisent la lumière UV-B dans un photodétecteur. L'équipe a observé une forte transmission de puissance même lorsque l'angle entre la source et le détecteur a été augmenté jusqu'à 12 degrés, démontrant qu'une ligne de vue directe n'était pas requise. De plus, le système a transmis des données à un taux record de 71 mégabits par seconde (Mbps).
"D'autres groupes ont utilisé différents types de sources UV pour transmettre des signaux NLOS relativement lents pour les communications, " dit Ooi. " Nous sommes les premiers à atteindre plusieurs dizaines de Mbps de transmission en utilisant des LED UV-B. "
Maintenant qu'ils ont prouvé leur concept dans un système à faible consommation, l'équipe prévoit d'augmenter la puissance optique et la sensibilité jusqu'à ce qu'elle obtienne des communications UV longue distance sans visibilité directe avec des taux de transmission de données élevés.
"Ces efforts de collaboration interdisciplinaire entre les groupes de photonique et de théorie de la communication du KAUST ouvrent la voie vers la prochaine frontière des systèmes de communication optique sans fil, " dit Alouini.
