近日，由第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟（CASA）、國家半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（CSA）聯(lián)合主辦，北京麥肯橋新材料生產(chǎn)力促進中心有限公司與半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)網(wǎng)共同承辦的第七屆國際第三代半導(dǎo)體論壇暨第十八屆中國國際半導(dǎo)體照明論壇（IFWS & SSLCHINA 2021）在深圳會展中心舉行。期間，“IFWS& SSLCHINA 2021：光通信與感知技術(shù)分會“論壇上，復(fù)旦大學(xué)袁澤興分享了“基于玻璃封裝高穩(wěn)定鈣鈦礦納米晶色轉(zhuǎn)換材料的高速水下無線光通信”主題報告。

據(jù)介紹，水下無線光通信(UWOC)是實現(xiàn)水下傳感、海底通信和水陸通信的重要技術(shù)之一。在系統(tǒng)內(nèi)部，發(fā)射效率高、復(fù)合速率快、光衰小的發(fā)射機對UWOC的傳輸距離和數(shù)據(jù)速率起著決定性的作用。直接調(diào)制激光二極管 (LD) 是最常用的 UWOC 光源之一，因為它們能夠產(chǎn)生具有高調(diào)制帶寬的光信號，但通常只產(chǎn)生單色光。波長為 450-550 nm 的光在水中的衰減最低。藍(lán)光在純水中的吸收系數(shù)最低，而在某些現(xiàn)實水域中，綠光可以達(dá)到較低的吸收。因此，對于不同的水下環(huán)境，如果能夠快速實現(xiàn)用于傳輸信號的光的顏色轉(zhuǎn)換，對UWOC將更加有利。鹵化鉛鈣鈦礦納米晶體 (NCs)（CsPbBr3、MAPbBr3）已被證明具有高色純度、短發(fā)射壽命和出色的發(fā)光效率。如果可以進一步解決它們較差的穩(wěn)定性，它們將成為 UWOC 中顏色轉(zhuǎn)換的獨特候選者。

 

在這項工作中，利用具有超高穩(wěn)定性和高光學(xué)帶寬的全無機非晶玻璃（CsPbBr3 NCs-玻璃）中的綠色發(fā)光 CsPbBr3 納米晶體來實現(xiàn)顏色可切換的 UWOC。玻璃基體的大折射率提高了 CsPbBr3 NCs 的輻射躍遷率（衰減時間 3.22 ns），實現(xiàn)了 180 MHz 的 -3dB 光學(xué)帶寬。此外，我們構(gòu)建了一個具有 450 nm LD 的 UWOC 系統(tǒng)來泵送 CsPbBr3 NCs-玻璃和一個長度為 15 cm 的水箱來模擬水下通道。來自 LD 泵浦 CsPbBr3 NCs 玻璃的綠光被帶有 495 nm 長通濾光片的高靈敏度 APD 捕獲以去除藍(lán)光。可實現(xiàn)的最高數(shù)據(jù)速率為 185 Mbps，實測 BER 為 2.32 × 10-3，低于前向糾錯 (FEC) 限制 3.8 × 10-3。隨著以 180 Mbps 的數(shù)據(jù)速率連續(xù)延長運行時間，BER 表現(xiàn)出微弱的波動，并且始終在 24 小時內(nèi)滿足 FEC 標(biāo)準(zhǔn)。我們相信 CsPbBr3 NCs-玻璃由于其優(yōu)異的光學(xué)性能和穩(wěn)定性，在光通信和照明方面具有巨大的潛力。（內(nèi)容根據(jù)現(xiàn)場資料整理，如有出入敬請諒解）