在国内出现了一个可同时提升光保真技术(Li-Fi)速度和安全性的新平台。光保真技术是一种利用类似LED灯光那样可见的可见光波段(400~800THz)的无线通信技术。其提供的速度最高可比无线保真技术(Wi-Fi)快100倍(最高224Gbps)。此外,该技术没有频谱分配限制,且电波干扰问题较少,被视为其优势。相反,由于任何人都可以接入,安全性相对脆弱一直被视为其缺点。


KAIST表示,材料科学与工程系的 Johimchan 教授研究团队与韩国标准科学研究院(KRISS)的 Lim Kyunggeun 博士合作,开发出了用于光保真技术应用的“终端设备内加密光通信器件”技术,并于24日对外公布。


(前排自左起)KAIST 新材料工学系博士研究生 Shin Seungmin 教授 Cho Himchan (后排自左起)Lee Hyeongdo Lee Seungwoo Lee Wonbeom (左上)博士 Lim Gyeonggeun KAIST 提供

(前排自左起)KAIST 新材料工学系博士研究生 Shin Seungmin 教授 Cho Himchan (后排自左起)Lee Hyeongdo Lee Seungwoo Lee Wonbeom (左上)博士 Lim Gyeonggeun KAIST 提供

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这项技术的核心在于,设备本身在将信息转换为光信号的同时即可完成加密。换言之,利用该技术,无需额外设备就能实现强化安全性的数据显示传输。


联合研究团队开发的器件实现了17.4%的外部量子效率(EQE)。外部量子效率是衡量电能转换为光能效率的指标。实现商用的一般外部量子效率水平约为20%。


该器件的亮度(luminance)为2.9万尼特(nit),实现了比智能手机有机发光二极管(OLED)屏幕最高亮度2000尼特高出10倍以上的亮度。亮度是指光源在单位面积、单位立体角内发射的光通量(光的数量)。


为更清晰地理解该器件如何将信息转换为光信号,联合研究团队还通过“瞬态电场发光分析”方法,对在极短时间(数百纳秒=10亿分之一秒量级)内瞬间施加电压时器件产生的发光特性进行了分析。


通过这一分析,研究团队在数百纳秒量级上确认了器件内部电荷的移动,并阐明了在单一器件中实现的双通道光调制的工作机理。


Johimchan 教授表示:“本次研究的意义在于,提出了一种能够同时提升传输速度和安全能力的新型通信平台,突破了既有光通信器件的局限。”他还称:“尤其是在无需额外设备的前提下强化了安全性,并同时实现加密与传输,这一点显示出联合研究团队开发的技术今后在安全领域具有广泛应用的可能性。”


此次研究是在韩国研究财团、国家科学技术研究会(NST)及韩国产业技术振兴院的支持下完成的。



KAIST材料科学与工程系博士课程在读的 Shin Seungmin 作为第一作者参与了本次研究,Johimchan 教授与 KRISS 的 Lim Kyunggeun 博士作为共同通讯作者参与。相关成果已通过国际学术期刊《Advanced Materials》5月30日刊予以介绍。


本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。

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