Корейский институт передовых технологий KAIST представил новый способ беспроводной связи, использующий свет вместо радиоволн. Совместная с Корейским исследовательским институтом стандартов и науки разработка описана в журнале Advanced Materials.

Li-Fi (Light Fidelity) — это технология беспроводной связи, работающая в видимом световом диапазоне 400–800 ТГц. Она обеспечивает скорость передачи данных до 224 Гбит/с, что в 100 раз быстрее, чем давно ставший обыденностью Wi-Fi. В отличие от него, новинка не имеет ограничений по распределению частот и менее подвержена помехам, но из-за открытости светового сигнала традиционно считалась менее безопасной. Однако южнокорейские исследователи решили эту проблему, представив новую платформу, которая одновременно повышает скорость и улучшает безопасность.

В основе разработки лежит высокоэффективный светоизлучающий триод с использованием экологически чистых квантовых точек — материалов с низкой токсичностью и высокой надежностью. Под воздействием электрического поля этот элемент генерирует свет, проходящий сквозь прозрачные благодаря микроскопическим отверстиям электроды.

«Оптическое передающее устройство со встроенным шифрованием» преобразует информацию в свет и одновременно шифрует ее. Таким образом, безопасная передача данных возможна без использования сложного дополнительного оборудования.

Внешняя квантовая эффективность (EQE) светотриода — показатель, который отражает, насколько эффективно электричество преобразуется в свет — достигает 17,4%, а яркость — 29 000 нит, что более чем в 10 раз превышает максимальную яркость OLED-экранов смартфонов. К коммерческому применению обычно признаются пригодными устройства с EQE около 20%.

Чтобы точнее понять, как устройство преобразует информацию в свет, исследователи использовали метод анализа переходной электролюминесценции. Они подавали очень короткие импульсы (сотни наносекунд) и анализировали характеристики свечения. Этот анализ позволил изучить движение зарядов в устройстве в наносекундном масштабе и раскрыть механизм работы двухканальной световой модуляции.

«Это исследование преодолевает ограничения существующих оптических коммуникационных устройств и предлагает новую платформу связи, которая не только увеличивает скорость передачи, но и повышает уровень безопасности. Эта технология, которая реализует шифрование и передачу одновременно без необходимости в дополнительном оборудовании, может быть широко применена в различных областях, где важна безопасность», — пояснил профессор Чо Химчан из KAIST.