Слънчеви клетки, използвани за засилване на безжичните подводни комуникации

Сподели

Радиовълните не преминават добре през водата, поради което устройства като ROVS (дистанционно управлявани превозни средства) трябва да бъдат свързани с техния оператор чрез комуникационен кабел. Според ново проучване обаче слънчевите панели може скоро да позволят практически под вода базирани на светлина комуникации.

На първо място, различни групи вече са използвали импулси от лазерна светлина за предаване на данни под вода. Функционалността на такива системи обаче е ограничена поради факта, че предавателят, който излъчва светлината, трябва да бъде точно подравнен с фотодиода, който я получава. Поради това ограничение, двете единици трябва да бъдат разположени доста близо един до друг.

Слънчевите клетки, от друга страна, са проектирани да събират разпръсната входяща светлина от широка площ. За съжаление обаче те са много по-добри в насочването на тази светлина в електрическа верига, отколкото в преобразуването й в сигнал за данни. Екип от китайския университет Zhejiang сега твърди, че е отстранил този недостатък.

„Досега постигането на високоскоростни връзки с помощта на готови силициеви слънчеви клетки изискваше сложни модулационни схеми и алгоритми, които се нуждаят от интензивни изчислителни ресурси, които използват допълнителна мощност и създават висока латентност при обработка“, каза водещият учен проф. Джинг Сю. “Използвайки [computer] моделиране и симулация на свързани слънчеви клетки, ние оптимизирахме периферната верига, което значително подобри производителността на нашия детектор, базиран на слънчеви клетки.”

Диаграма на стенд за изпитване

Jing Xu, Zhejiang University

Получената настройка включваше 3 x 3 масив от свързани слънчеви клетки, създавайки зона за откриване 3,4 x 3,4 см (1,3 инча). Този масив беше поставен в единия край на 7-метров (22,9 фута) дълъг резервоар за вода, в другия край на който беше лазерен диод. Поредица от огледала в резервоара обаче накараха лазерната светлина да измине общо 35 метра (114,8 фута), за да стигне от диода до слънчевия масив.

Съобщава се, че при тестване системата показва надеждна стабилност, ниска консумация на енергия и много по-висока честотна лента на откриване, отколкото е докладвано в предишни проучвания, които използват търговски слънчеви клетки за същата цел. По-конкретно, учените успяха да постигнат -20-dB честотна лента от 63,4 MHz, което позволи 35-метрова/150-Mbps (мегабита в секунда) подводна безжична оптична връзка.

Xu и колегите сега планират да проучат колко ефективна е настройката при откриване на слаби оптични сигнали, подобни на тези, с които би трябвало да работи в кална или по друг начин мътна вода.

Изследването е описано в статия, която наскоро беше публикувана в списанието Оптика букви.

Източник: Оптика чрез EurekAlert



Публикациите се превеждат автоматично с google translate


Сподели