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近日，Facebook的Connectivity Lab團隊，在《Optica》期刊上發布了一篇論文，論述了在自由空間光通信中使用熒光提升信號檢測。自由空間光通信無疑涉及到Facebook去年啟動的“天鷹” 激光無人機項目（Project Aquila），該項目旨在用太陽能無人機與信號站組成網絡，通過激光通信向地面傳輸數據，從而實現不需要鋪設光纖電纜，就能讓偏遠地區也能連上網絡。
這篇論文的共同撰寫者包括T. Peyronel、 K. J. Quirk、S. C. Wang 和 T. G. Tiecke，他們都是Facebook的員工。論文顯示，使用熒光材料可以增加光電二極管的有效面積和視場，同時不減損其反應時間。具體方法是選擇一定密度的染料覆蓋在檢測器表面，使其成為一個熒光檢測器（Luminescent detector ，簡稱LD），由于熒光染料的作用，檢測器在吸收了一定波長的光后能夠再以另一種波長的光發射出去。比如，吸收進藍色的光，但是發射出綠色的光。
這種光波長的轉換非常迅速，例如從藍光吸收到綠光發射只花費不到2納秒的時間，另外結合一種叫做“正交頻分復用”（ OFDM）的技術，盡管系統的寬帶是100MHz，傳輸速率也能超過 2 Gbps。研究人員T. G. Tiecke表示，這一新技術將會使自由空間光傳輸速率在理論上超過 10 Gbps。
成型熒光檢測器呈現如下圖的一個燈泡外形，由一片一片的熒光片模塊構成，可以全方位地吸收光。
圖自：Facebook Connectivity Lab
熒光檢測器已經證明了其有效面積增加了3個數量級，同時也表現出全方位的敏感性，論文中表示未來的研究將會專注于為通信應用領域開發定制材料。
“天鷹” 激光無人機目前存在的一個問題就是在傳輸網絡時會產生火花，也被稱作“閃光”。大氣層的亂流會引發光的波動，最終會導致信號減弱。研究人員相信這種帶有染料的新技術將很有可能抑制住這種火花效應。
盡管這項研究前景廣闊，但也并不足以讓“天鷹” 激光無人機完成覆蓋偏遠地區的目標，因為困擾無人機的還有另一個大問題--電池。而且這項新的光學技術將仍然需要在現實中進行更多的試驗。
Via OSA Publishing, TC
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