การปิดกั้นการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าจะเปิดช่องทางสำหรับการสื่อสารทางแสง

การปิดกั้นการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าจะเปิดช่องทางสำหรับการสื่อสารทางแสง

Time Stamp: 28 กุมภาพันธ์ 2023 10:00 น.
โหนดต้นทาง: 1984070

ภาพด้านขวาแสดงให้เห็นว่าโลโก้ของมหาวิทยาลัยสามารถมองเห็นได้ผ่านเส้นตารางโปร่งใส (โครงร่างสีเหลือง) และภาพแทรกแสดงภาพขนาดเล็กของรูปแบบตารางซ้ำกันของตาข่าย
แผงป้องกัน EMI: ตาข่ายสีเงินที่โปร่งใสและยืดหยุ่นช่วยให้สามารถสื่อสารด้วยแสงอินฟราเรดไร้สายคุณภาพสูงได้ ในขณะที่ยังแสดงการป้องกันการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพในย่านคลื่นวิทยุไมโครเวฟของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า (เอื้อเฟื้อ: Liu Yang มหาวิทยาลัยเจ้อเจียง)

วัสดุที่ยืดหยุ่นและโปร่งใสซึ่งปิดกั้นการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) ในขณะที่ปล่อยให้สัญญาณไร้สายอินฟราเรดคุณภาพสูงผ่านได้อย่างมีประสิทธิภาพสามารถนำไปใช้ในแอปพลิเคชันการสื่อสารด้วยแสงในพื้นที่ว่างที่ต้องการการป้องกัน EMI วัสดุทำจากตาข่ายสีเงินบนพื้นผิวโพลิเมอร์ ทำความสะอาดตัวเองได้และทนทานต่อการกัดกร่อน ทำให้สามารถใช้งานได้ทั้งในร่มและกลางแจ้ง

รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ สามารถรบกวนและส่งผลเสียต่อประสิทธิภาพของอุปกรณ์ได้ การป้องกัน EMI มักใช้เพื่อป้องกันสิ่งนี้ แต่การป้องกันยังสามารถบล็อกสัญญาณไร้สายที่จำเป็นสำหรับการสื่อสาร ยิ่งไปกว่านั้น แผ่นป้องกัน EMI แบบโปร่งใสทั่วไปจำนวนมากอนุญาตให้สัญญาณที่มองเห็นผ่านไปได้เท่านั้น ซึ่งไม่เหมาะสำหรับการสื่อสารแบบออปติคอลไร้สาย เนื่องจากช่วงความยาวคลื่นเหล่านี้มีสัญญาณรบกวนพื้นหลังมาก เกราะป้องกันที่โปร่งใสเหนือแถบความยาวคลื่นกว้างที่ครอบคลุมช่วงการสื่อสารด้วยแสงใกล้อินฟราเรดหรืออินฟราเรดกลางที่สำคัญน่าจะดีกว่า แต่ก็ยังขาดอยู่

อุปกรณ์ใหม่ที่ผลิตโดย หลิวหยาง และเพื่อนร่วมงานจาก มหาวิทยาลัยเจ้อเจียง ในประเทศจีน เป็นครั้งแรกที่สามารถป้องกัน EMI ได้อย่างมีประสิทธิภาพในย่านความถี่ X (แถบความถี่ในย่านไมโครเวฟ) โดยมีประสิทธิภาพในการป้องกันโดยเฉลี่ยสูงถึง 26.2 dB ในขณะที่สามารถส่งผ่านแสงได้สูงในช่วงความยาวคลื่นกว้างตั้งแต่ 400 ถึง 2000 นาโนเมตร

นักวิจัยประดิษฐ์ตาข่ายเงินที่มีความหนาถึง 220 นาโนเมตรบนพื้นผิวโพลีเอทิลีนที่โปร่งใสและยืดหยุ่นได้ โดยใช้ไมโครโปรเซสเซอร์มาตรฐาน ได้แก่ การพิมพ์หินด้วยรังสีอัลตราไวโอเลต การสะสมไอทางกายภาพและการยกออก ซึ่งทั้งหมดนี้สามารถทำซ้ำและปรับขนาดได้อย่างแม่นยำ จากนั้นจึงหุ้มตาข่ายด้วยชั้นพอลิไดเมทิลไซล็อกเซนหนา 60 ไมโครเมตร เพื่อป้องกันการกัดกร่อนของสารเคมีและปรับปรุงความยืดหยุ่นเชิงกล ชั้นนี้ยังช่วยให้ตาข่ายสามารถ "ทำความสะอาดตัวเอง" ได้ Yang กล่าว

“การสื่อสารด้วยแสง (ไร้สาย) พื้นที่ว่างคุณภาพสูงส่วนใหญ่ได้รับประโยชน์จากความโปร่งใสสูงและหมอกควันต่ำที่ความยาวคลื่นการสื่อสารด้วยแสงที่ 1550 นาโนเมตร” เธอกล่าว โลกฟิสิกส์. “ด้วยความต้านทานต่อแผ่นที่ต่ำของตะแกรงเงินของเรา คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ตกกระทบจึงสะท้อนออกมาโดยส่วนใหญ่ด้วยการส่งผ่านเพียงเล็กน้อย ซึ่งหมายถึงประสิทธิภาพในการป้องกันที่สูง”

เทคโนโลยีนี้สามารถใช้ได้ทุกเมื่อที่ต้องการทั้งการป้องกัน EMI และการสื่อสารระยะไกลในเวลาเดียวกัน และด้วยความจริงที่ว่ามันมีความเสถียรต่อสารเคมี มีความยืดหยุ่นเชิงกล และทำความสะอาดตัวเองได้ ตาข่ายเงินจึงสามารถนำไปใช้อย่างกว้างขวางทั้งในร่มและกลางแจ้ง นักวิจัยอธิบาย แม้บนพื้นผิวที่มีฤทธิ์กัดกร่อนและรูปทรงอิสระ

อย่างไรก็ตาม พวกเขายอมรับว่าโครงสร้างซึ่งมีรายละเอียดอยู่ใน วัสดุออฟติคัล Expressเป็นเพียงต้นแบบและยังมีช่องว่างสำหรับการปรับปรุงอีกมาก Yang กล่าวว่า "วัสดุที่นำไฟฟ้าได้ดีกว่า โปร่งใสกว่า และมีหมอกควันต่ำกว่า โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ความยาวคลื่นการสื่อสารด้วยแสง" Yang กล่าว

“ตามที่กล่าวไว้ในเอกสารเผยแพร่ของเรา การสำรวจวัสดุเพื่อขยายการสื่อสารด้วยแสงในพื้นที่ว่างไปยังความยาวคลื่นที่ยาวขึ้นก็เป็นทิศทางการวิจัยในอนาคตเช่นกัน เนื่องจากการรบกวนในชั้นบรรยากาศสามารถลดลงได้อย่างมากในระบบอินฟราเรดกลาง การสื่อสารที่สูงขึ้นมากอาจทำได้”

ประทับเวลา:

เพิ่มเติมจาก ฟิสิกส์โลก