复旦大学基于RGB激光白光光源的水下通信和照明领域取得新进展
近日，信息科学与工程学院副教授田朋飞研究团队在基于RGB激光白光光源的水下通信和照明领域取得新进展。相关研究成果以《基于激光白光光源的高速水下无线光通信和高效率水下照明》
（Laser-based white-light source for high-speed underwater wireless optical communication and high-efficiency underwater solid-state lighting）为题在线发表于 Optics Express。
Laser Focus World以Newsbreaks报道了该项研究工作。
（Laser-based white-light source for high-speed underwater wireless optical communication and high-efficiency underwater solid-state lighting）为题在线发表于 Optics Express。
Laser Focus World以Newsbreaks报道了该项研究工作。
水下光通信具有高带宽、高通信速率、距离长、通信保密的优势。然而，由于海洋对不同发光波长的光的衰减不同，白光水下照明尚需进一步的发展。相关研究可应用于海洋地质勘探、近海油田开发、海底观测、水下物联网、水下摄影、水下无人机和潜水员所需的通信和照明的应用场景。田朋飞研究团队自2017年起展开了基于520 nm绿光激光二极管水下无线光通信的研究，实现了水下通信距离达到34.5 m同时通信速率高达2.7 Gbps的水下通信记录，该项工作发表在
Optics Express上。
在此基础上，研究团队于2018年进一步展示了基于红绿蓝激光二极管的水下通信和照明系统。该系统基于激光的白光系统的外量子效率保持在10%以上，降低系统能源的消耗；激光在水下具有相对较低的衰减系数，可实现远距离水下照明和通信，白光照明参数可以根据特定的距离进行调整；激光二极管的-3dB光电调制带宽》1.4 GHz，同时，使用红绿蓝三种波长的激光二极管进行通信，有助于提高通信速率。
研究团队在光通信、照明、以及先进显示的关键芯片和系统方面具有长期的研究基础，发展了基于micro-LED阵列芯片、激光二极管、高带宽荧光材料、新型高带宽探测器阵列芯片的自由空间可见光通信LiFi和水下光通信系统，并与LED/激光照明系统和micro-LED新型显示系统融合。
据研究团队介绍：“基于WDM技术的水下通信和水下照明可以应用于一系列海底勘探场景。该实验使用商用氮化镓(GaN)基450 nm 和520 nm发光波长的蓝绿激光二极管，以及铝镓铟磷(AlGaInP)基660 nm发光波长的红光激光二极管，通过Peltier热电制冷装置使激光二极管稳定工作在25°C的条件下。除展示出高比特通信速率，该实验使用中性衰减片和分散片用以调整不同发光波长的激光二极管的输出光功率，同时实现高质量的白光照明和高速通信信道， 取得了可观的CIE指数和高达7084 勒克斯的照度。”
Laser Focus World的高级主编Gail Overton报道该工作称：“基于红绿蓝激光二极管的波分复用（WDM），可以实现9.7 Gbit/s的高速水下通信。而且，通过调节红绿蓝激光二极管的输出光功率，该多路复用系统还可以实现基于红绿蓝激光的水下白光照明，这是基于单个激光二极管的系统无法实现的。”
该研究工作得到了国家自然科学基金、上海市扬帆计划、国家重点专项等项目的资助。