新探测器克服了使用光无线通信的关键挑战

今天的高速有线的通信网络使用激光来携带信息通过光纤，但无线网络目前基于射频或微波。提前一天可以基于光无线通信无处不在从 Facebook Inc.连接实验室研究人员展示了从概念上讲新方法检测光学通信信号在空中旅行。

团队描述了新的技术，可以为快速光学无线网络能够提供互联网服务到偏远的地方，在光学、 光学学会学报为高影响研究铺平道路。

缩小数字鸿沟

脸谱网的连通性实验室开发技术旨在向世界上大约 40 亿当前无法访问它的人提供负担得起的互联网服务。托拜厄斯 Tiecke，领导的研究团队说:”很大一部分的人们不要连接到互联网因为无线通信基础设施不可用他们活着，大多是在非常偏远的世界”。”我们正在发展为人们生活相距很远的地区优化的通信技术。

光为基础的无线通信，也被称为自由空间光通信，提供有希望的途径将互联网带到哪里挑战光学纤维和细胞塔以具有成本效益的方式部署的地区。使用激光在大气中传送信息可能可以提供非常高的带宽和数据的能力，但主要挑战之一一直如何精确点很小的激光束在一些距离微小的光探测器携带数据。

在新的研究中，Facebook 研究者证明使用荧光材料而不传统光学收集光线，并集中到小探测器的方法。他们结合这集光，哪些功能可以从任何方向，与现有的电信技术，以达到数据率的多个 2 千兆比特每秒 (Gbps) 收集光的表面的 126 平方厘米。

“我们展示了如何使用荧光光纤，一种颜色的光的吸收并发出另一种颜色，”Tiecke 说。”光学纤维吸收光线，从任何方向在一大片的土地，和发射光在光学纤维，漏斗，小，非常快的光电探测器的光”。

快速的通信需要快速检测器

一种高速的自由空间光学网络需要非常快速的探测器来接收激光光携带信息。但速度必须权衡大小;虽然大的探测器使更容易的目标，用一束激光光是行驶在空中打，增加大小的探测器使它慢。

光学和机械系统的组合可以用于跟踪探测器的位置和指向的激光，但这些方法添加相当多的复杂性。新的光收集器使用塑料光学纤维含有有机染料分子吸收蓝光，发出绿色光。此安装程序取代了经典光学和运动平台通常需要指向集合区域的光。

“这些荧光光纤发射不同的颜色，不是他们吸收的事实使可能增加亮度的光线进入系统，”Tiecke 说。”这种方法已被用于在发光聚光太阳能捕光色素，颜色转换的速度在哪里并不重要。我们显示同样的概念可以应用通信，以规避指向和追踪问题的同时实现非常高的速度。

较快的速度是可能的因为相隔蓝色光的吸收和绿色光发射的少于 2 纳秒。此外，通过采用一种称为正交频分多路复用，或 OFDM 信号调制方法，研究人员传输比 2 Gbps 尽管系统带宽的 100 MHz。 OFDM 是数字数据进行编码，以便可以在一次传输多个数据流的方法。虽然它常用的有线和无线通信，它通常不使用与激光通信。

Tiecke 说:”我们实现这种高数据速率的通信应用程序，使用商业上可用的材料，并不是设计”。”我们想要其他群体兴趣发展为通信应用程序定制的材料”。

如果材料被开发了在红外谱，将看不到人，并且比蓝色/绿色照明系统更快，操作新方法从理论上讲可以允许自由空间光学数据速率超过 10 Gbps 的 Tiecke 说。

四面八方聚集的光

在光学纸，研究人员展示一个灯泡形状由荧光光纤束的集光。尽管可能存在多个形状，灯泡形状提供很大的带宽和全方位的敏感性，这意味着它将工作与对发射机移动的移动设备。研究者也证明这种几何形状可以收集面积一样大 126 平方厘米，光使其不那么敏感的对齐方式。

“我们的检测器吸收相同数量的权力获取相同的通信信号独立对齐，”Tiecke 说。

除了与伙伴合作，开发新材料，研究团队还规划移动实验室这种技术的开发可以在现实世界的情况进行测试的原型。Tiecke 说:”我们正在调查的一个商业产品，可行性”。”这是一个非常新的系统，并有很大的空间，为未来的发展。