Dans la course à développer des technologies de communication sans fil plus rapides et plus flexibles, les chercheurs se tournent vers une source inattendue: les mêmes diodes électroluminescentes organiques (OLED) trouvées dans les écrans et téléviseurs de smartphone.
Une étude récente de scientifiques de l'Université de St Andrews et de l'Université de Cambridge, publiée dans Photonique avancéemontre que les OLED peuvent être conçus pour transmettre des données à des vitesses d'enregistrement sur des distances étonnamment longues – transformant potentiellement la façon dont nous connectons les appareils à l'avenir.
Le document est intitulé « Diodes émettrices organiques à grande vitesse basées sur la communication de dinaphthylperyle en 4 Gbps. »
La communication de lumière visible (VLC), parfois appelée Li-Fi, utilise la lumière au lieu des ondes radio pour transmettre des données. Il offre des avantages comme une bande passante élevée, une faible interférence et la possibilité de s'intégrer aux systèmes d'éclairage existants.
Les OLED sont particulièrement attrayants pour les VLC car ils sont minces, flexibles et faciles à fabriquer. Mais jusqu'à présent, ils ont été considérés comme trop lents pour la transmission de données à grande vitesse.
Cette nouvelle recherche remet en question cette hypothèse. En sélectionnant soigneusement les matériaux et en optimisant la conception des OLED, l'équipe a atteint des taux de transmission de données allant jusqu'à 4,0 gigabits par seconde (Gbps) sur une distance de 2 mètres et 2,9 Gbps sur 10 mètres – deux enregistrements pour les systèmes basés sur l'OLE. À titre de comparaison, les systèmes OLED précédents ont dépassé environ 2,85 Gbps, et seulement sur des distances très courtes.
La clé de cette avance record réside dans l'utilisation d'un composé organique stable appelé dinaphthylpérylène (DNP), connu pour sa longue durée de vie opérationnelle et sa petite émission de lumière rapide.
L'équipe a construit des OLED à l'aide de DNP et a affiné l'épaisseur et la composition de chaque couche dans l'appareil pour équilibrer la luminosité et la vitesse. Ils ont également expérimenté différentes tailles d'appareils, constatant que les OLED plus grands pourraient émettre plus de lumière sans sacrifier la vitesse, ce qui a aidé à maintenir de forts signaux sur des distances plus longues.
Pour tester les performances, l'équipe a mis en place un système VLC en utilisant ces OLED comme émetteurs et photodiodes à grande vitesse comme récepteurs.
Ils ont utilisé une technique de modulation appelée multiplexage de division de fréquence orthogonale (OFDM), couramment utilisée dans le Wi-Fi et la 5G, pour maximiser le débit des données. Le système a pu maintenir des taux d'erreur faibles même à des vitesses élevées, grâce en partie au traitement avancé du signal et à la correction d'erreurs.
Un aspect impressionnant de l'étude est la liaison de données de 10 mètres. La réalisation de près de 3 Gbps sur cette distance avec un seul émetteur OLED est un saut majeur en avant, d'autant plus que la plupart des systèmes OLED précédents fonctionnaient sur moins d'un demi-mètre.
Cela ouvre la porte aux applications pratiques de VLC OLED dans les maisons, les bureaux et même les appareils portables.
Les chercheurs notent que l'amélioration de la stabilité des matériaux OLED, l'augmentation de la sortie de la lumière et l'architecture de dispositif de raffinage pourraient pousser les débits de données encore plus élevés. Alors que la technologie OLED continue d'évoluer en réponse aux industries d'affichage et d'éclairage, elle contribuera sans aucun doute à l'avenir de la communication sans fil.
