УДК535.6

ЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СОВРЕМЕННЫХ СВЕТОДИОДНЫХ ЛЮМИНОФОРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Фудин М. С., Мынбаев К. Д., Липсанен Х. К., Айфантис К. Е., Бугров В. Е., Романов А. Е.


Читать статью полностью 
Язык статьи - русский


Аннотация
Для  оценки  перспектив  применения  люминофорных  светодиодов  в системах  беспроводной  передачи  данных в оптическом диапазоне рассмотрены частотные характеристики современных светодиодных люминофорных  материалов. Проведены измерения зависимости интенсивности излучения одиночных светодиодов и светодиодных  сборок с люминофорами на основе иттрий-алюминиевого и лютеций-алюминиевого граната (в том числе с добавлением нитридного люминофора), а также силикатных люминофоров, от частоты электрических импульсов, возбуждающих излучение светодиодов. Показано, что с точки зрения скорости передачи информации люминофоры на основе гранатов (в том числе с добавлением нитридных люминофоров) имеют бóльший потенциал, чем силикатные люминофоры. Материалы на основе гранатов могут быть использованы в оптических системах передачи данных с полосой  пропускания  (без  дополнительной модуляции)  до  3 МГц  (в  одночиповых  светодиодах)  и  до  4,5 МГц  (в 9-чиповых сборках). Результаты работы показывают, что значительная часть светодиодов, применяемых в системах общего освещения, уже сейчас может быть использована для передачи информации пользователям, например, в системах позиционирования в закрытых пространствах, для облегчения поиска нужных помещений и объектов и т.п. 

Ключевые слова:  белые  светодиоды,  передача  информации,  оптический  диапазон,  люминофоры,  полоса пропускания

Благодарности. Работа выполнена при государственной финансовой поддержке, выделяемой на реализацию Программы развития международных научных подразделений Университета ИТМО. Авторы благодарны Л.А. Никулиной за предоставленные образцы светодиодов.

Список литературы
1. Elgala H., Mesleh R., Haas H. Indoor broadcasting via white LEDs and OFDM // IEEE Transactions on Consumer Electronics. 2009. V. 55. N 3. P. 1127–1134.
2. Zhang H., Yuan Y., Xu W. PAPR reduction for DCO-OFDM visible light communications via semidefinite relaxation // IEEE Photonics Technology Letters. 2014. V. 26. N 17. P. 1718–1721.
3. Tsonev D., Hyunchae Chun, Rajbhandari S., McKendry J.J.D., Videv S., Gu E., Haji M., Watson S., Kelly A.E., Faulkner G., Dawson M.D., Haas H., O’Brien D. A 3-Gb/s single-LED OFDM-based wireless VLC link using a gallium nitride μLED // IEEE Photonics Technology Letters. 2014. V. 26. N 7. P. 637–640.
4. Grubor J., Randel S., Langer K.-D., Walewski J.W. Broadband information broadcasting using LED-based interior lighting // Journal of Lightwave Technology. 2008. V. 26. N 24. P. 3883–3892.
5. Smet P.F., Parmentier A.B., Poelman D. Selecting conversion phosphors for white light-emitting diodes // Journal of the Electrochemical Society. 2011. V. 158. N 6. P. R37–R54.
6. Bachmann V., Ronda C., Meijerink A. Temperature quenching of yellow Ce3+ luminescence in YAG:Ce // Chemistry of Materials. 2009. V. 21. N 10. P. 2077–2084.
7. van den Eeckhout K., Poelman D., Smet P.F. Persistent luminescence in non-Eu2+-doped compounds: a review // Materials. 2013. V. 6. N 7. P. 2789–2818.
8. Jovicic A., Li J., Richardson T. Visible light communication: opportunities, challenges and the path to market // IEEE Communications Magazine. 2013. V. 51. N 12. P. 26–32.
9. Feng L.-F., Li Y., Li D., Wang C.-D., Zhang G.-Y., Yao D.-S., Liu W.-F., Xing P.-F. Frequency response of modulated electroluminescence of light-emitting diodes // Chinese Physics Letters. 2011. V. 28. N 10. Art. 107801.
10. McKendry J.J.D., Massoubre D., Zhang S., Rae B.R., Green R.P., Gu E., Henderson R.K., Kelly A.E., Dawson M.D. Visible-light communications using a CMOS-controlled micro-light-emitting-diode array // Journal of Lightwave Technology. 2012. V. 30. N 1. P. 61–67.
11. Wu Y., Yang A., Feng L., Zuo L., Sun Y.-N. Modulation based cells distribution for visible light communication // Optics Express. 2012. V. 20. N 22. P. 24196–24208.
12. Khalid A.M., Cossu G., Corsini R., Choudhury P., Ciaramella E. 1-Gb/s Transmission over a phosphorescent white LED by using rate-adaptive discrete multitone modulation // IEEE Photonics Journal. 2012. V. 4. N 5. P. 1465–1473.
13. Das P., Park Y., Kim K.-D. Performance of color-independent OFDM visible light communication based on color space // Optics Communications. 2014. V. 324. P. 264–268.
14. Sung J.-Y., Chow C.-W., Yeh C.-H. Is blue optical filter necessary in high speed phosphor-based white light LED visible light communications? // Optics Express. 2014. V. 22. N 17. P. 20646–220651.
15. Асеев В.А., Колобкова Е.В., Некрасова Я.А., Никоноров Н.В., Рохмин А.С. Люминесценция марганца во фторфосфатных стеклах // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2012. № 6 (82). С. 36–39.
16. Babin V., Bichevin V., Gorbenko V., Kink M., Makhov A., Maksimov Y., Nikl M., Stryganyuk G., Zazubovich S., Zorenko Y. Time-resolved spectroscopy of exciton-related states in single crystals and single crystalline films of Lu3Al5O12 and Lu3Al5O12:Ce // Physica Status Solidi (B) Basic Research. 2011. V. 248. N 6. P. 1505–1512.
17. Van den Eeckhout K., Smet P.F., Poelman D. Persistent luminescence in Eu2+-doped compounds: a review // Materials. 2010. V. 3. N 4. P. 2536–2566.
18. Grobe L., Paraskevopoulos A., Hilt J., Schulz D., Lassak F., Hartlieb F., Kottke C., Jungnickel V., Langer K.-D. High-speed visible light communication systems // IEEE Communications Magazine. 2013. V. 51. N 12. P. 60–66.
19. Komine T., Nakagawa M. Fundamental analysis for visible-light communication system using LED lights // IEEE Transactions on Consumer Electronics. 2004. V. 50. N 1. P. 100–107.
20. Vucic J., Kottke C., Nerreter S., Langer K.-D., Walewski J.W. 513 Mbit/s visible light communications link based on DMT modulation of a white LED // Journal of Lightwave Technology. 2010. V. 28. N 24. P. 3512–3518.
Информация 2001-2017 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика