Международная группа исследователей под руководством профессора Чжиго Ся из Южно-Китайского технологического университета (Гуанчжоу, КНР) разработала и протестировала новый тип фотонного устройства для беспроводной связи — «фотонный лазерный двигатель», способный транслировать огромные массивы данных с помощью белого света на рекордное расстояние — более 1,2 километра. По сути, речь идёт о лазерном передатчике, который преобразует мощный световой поток в канал передачи данных. Разработка выполнена с использованием недорогой и термостойкой прозрачной керамики.
Изображение сгенерировано Grok
Системы связи на видимом свете (VLC, visible light communication) сегодня имеют серьёзное ограничение: обычные светодиоды способны передавать данные лишь на расстояния в несколько метров. Новая разработка предлагает альтернативу — использование сфокусированного лазерного луча, который обладает значительно большей мощностью и может обеспечивать связь на километровых дистанциях. Таким образом, прототип впервые демонстрирует потенциальную основу для будущих сетей связи, включая технологии уровня 6G.
Ключевая проблема подобных устройств ранее заключалась в перегреве и разрушении материалов под воздействием мощного лазерного излучения. Чтобы решить её, учёные отказались от полимеров и силикона, разработав прочную керамику на основе оксидов лютеция, кальция, магния, алюминия и кремния. Дополнительно в материал были введены ионы церия, позволяющие управлять его световыми свойствами. В результате новая керамика примерно в 20 раз эффективнее отводит тепло по сравнению с силиконовыми аналогами, выдерживает интенсивное лазерное излучение без разрушения и преобразует его в стабильный белый световой поток.
В перспективе технология рассматривается как один из ключевых элементов будущих сетей 6G. Такие системы смогут объединять наземные станции, спутники и воздушные платформы, обеспечивать связь в труднодоступных регионах — включая океаны, пустыни и горные районы —, а также поддерживать передачу данных для распределённых систем искусственного интеллекта в реальном времени.
Технология пока остаётся на стадии развития. Среди ограничений — смещение спектра света в жёлтую область, что снижает качество цветопередачи, недостаточная по сравнению с оптоволокном скорость передачи данных, а также чувствительность к погодным условиям.
В дальнейшем исследователи планируют улучшить материалы для ускорения модуляции сигнала, объединить лазерные каналы связи с радиосетями и внедрить системы искусственного интеллекта, которые смогут автоматически адаптировать мощность и стабильность сигнала в зависимости от условий окружающей среды.
