复旦大学袁泽兴:基于玻璃封装高稳定钙钛矿纳米晶色转换材料的高速水下无线光通信

日期:2021-12-27 来源:半导体产业网阅读:462
核心提示:复旦大学袁泽兴:基于玻璃封装高稳定钙钛矿纳米晶色转换材料的高速水下无线光通信
近日,由第三代半导体产业技术创新战略联盟(CASA)、国家半导体照明工程研发及产业联盟(CSA)联合主办,北京麦肯桥新材料生产力促进中心有限公司与半导体产业网共同承办的第七届国际第三代半导体论坛暨第十八届中国国际半导体照明论坛(IFWS & SSLCHINA 2021)在深圳会展中心举行。期间,“IFWS& SSLCHINA 2021:光通信与感知技术分会“论坛上,复旦大学袁泽兴分享了“基于玻璃封装高稳定钙钛矿纳米晶色转换材料的高速水下无线光通信”主题报告。
袁泽兴
据介绍,水下无线光通信(UWOC)是实现水下传感、海底通信和水陆通信的重要技术之一。在系统内部,发射效率高、复合速率快、光衰小的发射机对UWOC的传输距离和数据速率起着决定性的作用。直接调制激光二极管 (LD) 是最常用的 UWOC 光源之一,因为它们能够产生具有高调制带宽的光信号,但通常只产生单色光。波长为 450-550 nm 的光在水中的衰减最低。蓝光在纯水中的吸收系数最低,而在某些现实水域中,绿光可以达到较低的吸收。因此,对于不同的水下环境,如果能够快速实现用于传输信号的光的颜色转换,对UWOC将更加有利。卤化铅钙钛矿纳米晶体 (NCs)(CsPbBr3、MAPbBr3)已被证明具有高色纯度、短发射寿命和出色的发光效率。如果可以进一步解决它们较差的稳定性,它们将成为 UWOC 中颜色转换的独特候选者。
 
在这项工作中,利用具有超高稳定性和高光学带宽的全无机非晶玻璃(CsPbBr3 NCs-玻璃)中的绿色发光 CsPbBr3 纳米晶体来实现颜色可切换的 UWOC。玻璃基体的大折射率提高了 CsPbBr3 NCs 的辐射跃迁率(衰减时间 3.22 ns),实现了 180 MHz 的 -3dB 光学带宽。此外,我们构建了一个具有 450 nm LD 的 UWOC 系统来泵送 CsPbBr3 NCs-玻璃和一个长度为 15 cm 的水箱来模拟水下通道。来自 LD 泵浦 CsPbBr3 NCs 玻璃的绿光被带有 495 nm 长通滤光片的高灵敏度 APD 捕获以去除蓝光。可实现的最高数据速率为 185 Mbps,实测 BER 为 2.32 × 10-3,低于前向纠错 (FEC) 限制 3.8 × 10-3。随着以 180 Mbps 的数据速率连续延长运行时间,BER 表现出微弱的波动,并且始终在 24 小时内满足 FEC 标准。我们相信 CsPbBr3 NCs-玻璃由于其优异的光学性能和稳定性,在光通信和照明方面具有巨大的潜力。(内容根据现场资料整理,如有出入敬请谅解)
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