有机发光二极管数据传输纪录刷新

 

科技日报北京7月21日电 （记者张佳欣）在研发更快速、更灵活的无线通信技术竞赛中，有机发光二极管（OLED）或被视为一个突破口。英国圣安德鲁斯大学和剑桥大学团队在最新一期《先进光子学》杂志上发表研究称，经过优化设计，OLED可实现前所未有的高速数据传输，且有效距离远超此前纪录，这项突破有望重塑未来设备间的连接方式。

研究人员证明，通过选择合适的材料和器件设计，OLED可以实现更快的传输速度，从而实现创纪录的传输速度。一种名为二萘基苝 (DNP) 的稳定有机化合物是关键因素之一，它以其长寿命和快速发光而闻名。顶部发射的红色OLED如下图所示：（左）示意图，（右）显微镜图像。 图片来源：《先进光子学》杂志

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这项技术被称为可见光通信（VLC），也被称作“光通信”（Li-Fi），其可通过光而非无线电波来传输数据。相比传统Wi-Fi，VLC具有带宽更高、干扰更低、易于与现有照明系统整合等优点。OLED特别适合VLC应用，但长期以来，OLED响应速度过慢，难以满足高速数据传输需求。

此次通过精准选择发光材料并优化OLED结构设计，团队在2米距离上实现了4.0千兆比特每秒（Gbps）的数据传输速率，在10米距离上也达到了2.9Gbps。这两个数据均刷新了OLED通信系统的性能纪录。此前，类似系统的传输速度最多为2.85Gbps，且只能在非常短的距离内实现。

打破这一性能瓶颈的关键，在于一种名为二萘基芘的稳定有机化合物。该材料具备高稳定性和快速发光特性，适合用于长时间、高强度发光。团队在此基础上对OLED的每一层厚度和组成进行精细调控，实现了亮度与速度的最佳平衡。

在实际测试中，团队搭建了一个OLED可见光通信系统。OLED作为发射器，高速光电二极管作为接收器，采用了与Wi-Fi和5G相同的调制技术，即正交频分复用技术，以提高数据吞吐率，借助先进的信号处理与纠错机制，该系统即使在高速下仍能保持低误码率。

尤其令人瞩目的是10米远距离传输的成果。单个OLED发射器能在如此距离上传输近3Gbps的数据，标志着该技术从实验室走向现实应用迈出关键一步。此前，大多数OLED光通信系统的有效距离不足半米。

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