研究人员展示了一种新的可见光通信系统，该系统使用单一光路在空中创建多通道通信链路。这种方法可以用作备用通信链路或用于连接物联网设备。

“今天的自由空间光通信系统通常使用两个独立的链路和不同的光路来建立两个通道，”来自中国南京邮电大学的研究团队负责人王勇进说：“这种新的通信模式可以通过使用单个链路节省一半的信道空间、成本和功率。”

研究人员在《光学快报》杂志上描述了他们的新方法。它基于称为多量子阱 (MQW) III-氮化物二极管的器件，可以同时发射和检测光。

研究人员使用单一光路创建了一个多通道通信系统。它包含位于单个光路中的两个绿色二极管之间的蓝色发射 MQW III 氮化物二极管。每个二极管芯片上的涂层阻挡蓝光，同时让绿光通过，形成单独的绿色和蓝色光路。T：发射机，R：接收机，PRBS：伪随机比特序列。图片来源：南京邮电大学王永进

“这项技术可以使基于光的通信功能高度集成到芯片上，这也可以用来减小电路板的尺寸，使其更便宜、更便携，”王说：“最终我们希望开发基于这种通信模式的光子 CPU。”

MQW III 氮化物二极管是基于芯片的器件，在它们发射和检测的波长之间具有重叠区域。这允许它们同时用作基于无线光的通信系统中的发射器和接收器。这些二极管还具有多种发光、传输、调制和检测功能，使其适用于该应用。

在这项新工作中，研究人员使用蓝色和绿色发射 MQW III 氮化物二极管创建了一个单链路通信系统，可以在多个通道上传输和接收信息。这需要弄清楚如何阻止不同光信号之间发生串扰。

他们通过设计一个装置来实现这一点，该装置具有两个蓝色发射 MQW III 氮化物二极管，它们放置在单个光路中的两个绿色二极管之间。每个二极管芯片都涂有分布式布拉格反射 (DBR) 涂层，可阻挡蓝光，同时让绿光通过。这创建了一条绿色光路，其中一个绿色二极管作为发射器，一个作为接收器，而蓝光停留在蓝色二极管发射器/接收器对之间。

为了测试该系统，研究人员进行了各种类型的光学表征。例如，他们表明，当蓝色二极管用作发射器时，随着注入电流从 10 mA 增加到 30 mA，光发射增加，从而将能量和信息从电域转换到光域。他们还证明了蓝光芯片的发射和检测光谱重叠了约 37 nm，证实了同时发射和检测。总体而言，这些测试证实，使用两对 MQW III 氮化物二极管可以稳定地形成单光路全双工光通信链路，提供每秒 100 位的数据速率。

“通过这种新的通信方式，我们展示了信道空间和成本的节省以及通信的高度集成，”王说：“这对未来光子芯片的小型化和集成化具有重要意义。”

研究人员现在正在努力更好地了解 MQW III 氮化物二极管的同时发射和检测特性，以制造更加集成和多功能的光电芯片。他们还在努力提高新通信系统的检测能力。

文章来源： 瞭望智库，陕西日报，北京农业，35斗，