有機發光二極管數據傳輸紀錄刷新

在研發更快速、更靈活的無線通信技術競賽中，有機發光二極管（OLED）或被視為一個突破口。英國圣安德魯斯大學和劍橋大學團隊在最新一期《先進光子學》雜志上發表研究稱，經過優化設計，OLED可實現前所未有的高速數據傳輸，且有效距離遠超此前紀錄，這項突破有望重塑未來設備間的連接方式。

研究人員證明，通過選擇合適的材料和器件設計，OLED可以實現更快的傳輸速度，從而實現創紀錄的傳輸速度。一種名為二萘基苝 (DNP) 的穩定有機化合物是關鍵因素之一，它以其長壽命和快速發光而聞名。頂部發射的紅色OLED如下圖所示：（左）示意圖，（右）顯微鏡圖像。 圖片來源：《先進光子學》雜志

這項技術被稱為可見光通信（VLC），也被稱作“光通信”（Li-Fi），其可通過光而非無線電波來傳輸數據。相比傳統Wi-Fi，VLC具有帶寬更高、干擾更低、易于與現有照明系統整合等優點。OLED特別適合VLC應用，但長期以來，OLED響應速度過慢，難以滿足高速數據傳輸需求。

此次通過精準選擇發光材料并優化OLED結構設計，團隊在2米距離上實現了4.0千兆比特每秒（Gbps）的數據傳輸速率，在10米距離上也達到了2.9Gbps。這兩個數據均刷新了OLED通信系統的性能紀錄。此前，類似系統的傳輸速度最多為2.85Gbps，且只能在非常短的距離內實現。

打破這一性能瓶頸的關鍵，在于一種名為二萘基芘的穩定有機化合物。該材料具備高穩定性和快速發光特性，適合用于長時間、高強度發光。團隊在此基礎上對OLED的每一層厚度和組成進行精細調控，實現了亮度與速度的最佳平衡。

在實際測試中，團隊搭建了一個OLED可見光通信系統。OLED作為發射器，高速光電二極管作為接收器，采用了與Wi-Fi和5G相同的調制技術，即正交頻分復用技術，以提高數據吞吐率，借助先進的信號處理與糾錯機制，該系統即使在高速下仍能保持低誤碼率。

尤其令人矚目的是10米遠距離傳輸的成果。單個OLED發射器能在如此距離上傳輸近3Gbps的數據，標志著該技術從實驗室走向現實應用邁出關鍵一步。此前，大多數OLED光通信系統的有效距離不足半米。