पानी के नीचे वायरलेस "इंटरनेट"

हममें से कई लोग रोजाना वाई-फाई का इस्तेमाल करते हैं, लेकिन जिसने अपने "रिश्तेदार" ली-फाई के बारे में सुना है आज, अमेरिकी नौसेना उच्च आवृत्ति वाले प्रकाश दालों के सिद्धांत के आधार पर पानी के नीचे डेटा ट्रांसमिशन के लिए प्रौद्योगिकी के विकास का वित्तपोषण कर रही है। और नेचर नैनो टेक्नोलॉजी में प्रकाशित काम इस तकनीक को साकार करने में मदद कर सकता है। लेख के लेखकों ने कृत्रिम सामग्री बनाई जो प्रकाश के लिए असामान्य रूप से प्रतिक्रिया करती है। इस संपत्ति के लिए धन्यवाद, हाई-स्पीड लाइट डेटा ट्रांसमीटर बनाना संभव है।

ली-फाई के संचालन का सिद्धांत मोर्स कोड जैसा दिखता है। एलईडी फ्लैश तार्किक इकाइयों और शून्य के अनुरूप हैं। ऑप्टिकल रिसीवर द्वारा प्राप्त प्रकाश दालों का क्रम एक डिजिटल सिग्नल में बदल जाता है। चमक की गति ऐसी है कि मानव आंख इसे अलग करने में सक्षम नहीं है, और उच्च गति, इस तरह के प्रसारण चैनल के थ्रूपुट जितना अधिक होता है।



उल्लेखित कृत्रिम सामग्री, परिमाण के एक या दो आदेशों द्वारा एलईडी फ्लैश की आवृत्ति बढ़ा सकती है। "आप बहुत सस्ते एल ई डी का उपयोग कर सकते हैं और गति को 50 गुना तक बढ़ा सकते हैं," लेख के लेखक कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय के एक ऑप्टिकल इंजीनियर झाओवेई लियू कहते हैं। शुरू में तेजी से एल ई डी का उपयोग करना और आवृत्ति को एक समान डिग्री तक बढ़ाना भी संभव होगा।

ली-फाई का उपयोग विशिष्ट कार्यों के लिए किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, पनडुब्बियों के संचार की गुणवत्ता में सुधार करने के लिए, चूंकि रेडियो तरंगें पानी के स्तंभ में खराब रूप से फैलती हैं, और ध्वनिक डेटा ट्रांसफर तकनीकें बहुत तेज़ गति प्रदान नहीं करती हैं। इसके अलावा, Li-Fi पेट्रोकेमिकल उद्यमों और विमानन में उपयोगी हो सकता है, जहां वाई-फाई के उपयोग से उपकरणों में हस्तक्षेप होता है।

होनहार प्रौद्योगिकी के अनुप्रयोग का एक और संभावित क्षेत्र है। अमेरिकी संघीय संचार आयोग ने चेतावनी दी है कि वायरलेस संचार के लिए उपलब्ध आवृत्तियों की सीमा बहुत अधिक "भीड़" बन रही है। Li-Fi आज इस्तेमाल की जाने वाली आवृत्तियों की संख्या को कम कर सकती है। ऑप्टिकल स्पेक्ट्रम रेडियो आवृत्ति स्पेक्ट्रम की तुलना में लगभग 10,000 गुना व्यापक है, और यह बहुत अधिक डेटा ट्रांसमिशन चैनलों को समायोजित कर सकता है। इसके अलावा, दृश्यमान प्रकाश रेडियो तरंगों के साथ हस्तक्षेप नहीं करता है, जो वाई-फाई और ली-फाई को एक साथ काम करने की अनुमति देता है। हाइब्रिड कारों के समान एक से दूसरे में स्विच करना भी संभव होगा। इसके अलावा, Li-Fi को बाहरी और आंतरिक प्रकाश व्यवस्था के मौजूदा बुनियादी ढांचे में एकीकृत किया जा सकता है।



प्रयोगशाला की परिस्थितियों में प्राप्त एकल एलईडी के माध्यम से उच्चतम डेटा अंतरण दर, 5 सेमी की दूरी पर 3.5 गीगाबिट प्रति सेकंड है । यह अभी भी एक 237 गीगाहर्ट्ज रेडियो चैनल के माध्यम से संचरण की गति के रिकॉर्ड से कम है, जो प्रति सेकंड 100 गीगाबिट है , लेकिन संभावित है आगे की वृद्धि के लिए।

लंबी दूरी पर और क्षेत्र में, Li-Fi के माध्यम से स्थानांतरण दर कम है। उदाहरण के लिए, जर्मनी में हेनरिक हर्ट्ज इंस्टीट्यूट के विशेषज्ञ 1 से 2 मीटर की दूरी पर 500 मेगाबिट्स / सेकंड की गति तक पहुंच गए , और 20 मीटर से अधिक की दूरी पर 100 मेगाबिट्स / सेकंड।

लियू और सहकर्मियों ने एलईडी में "हाइपरबोलिक मेटामेट्री" शुरू करके थ्रूपुट को बढ़ाने की योजना बनाई है। इस पदार्थ में सिलिकॉन और चांदी की कई बारीक 10-एनएम परत होती है। 305 एनएम की मोटाई वाले सैंडविच को एक ग्लास सब्सट्रेट पर रखा जाता है, जिसमें प्रत्येक परत में कटे हुए खांचे होते हैं। अगला, परतों का ढेर रोडियामाइन डाई अणुओं के अलावा पारदर्शी प्लास्टिक से ढंका है। ये अणु प्रकाश के अवशोषण पर फ्लोरोसेंट होते हैं। शोधकर्ताओं ने उन्हें एक लेजर के साथ विकिरणित किया और प्रतिदीप्ति के दौरान चमक और झिलमिलाहट की आवृत्ति को मापा, जिसमें कई वृद्धि नहीं हुई।



अल्बर्टा विश्वविद्यालय के एक इंजीनियर जुबिन जैकब ने कहा, "यह अध्ययन आविष्कृत सामग्री की महान क्षमता को प्रदर्शित करता है।" लागू किए गए पैटर्न के कारण हाइपरबोलिक मेटामेटरीज में असामान्य गुण होते हैं, जिनका आकार 400 से 700 एनएम तक प्रकाश की लंबाई से कम होता है। जब प्रकाश ऐसी सामग्री पर गिरता है, तो तथाकथित प्लास्मोन प्रतिध्वनि उत्पन्न होती है, जिसमें इलेक्ट्रॉन सामग्री के साथ एक ही आवृत्ति पर दोलन करना शुरू करते हैं। एक समान संपत्ति प्रकृति में नहीं होती है। जब प्लास्मोन प्रतिध्वनि फ्लोरोसेंट विकिरण के साथ मेल खाती है, तो बाद को प्रवर्धित किया जा सकता है, जो चमक और झिलमिलाहट की गति में वृद्धि की ओर जाता है।

जर्मन शोधकर्ताओं का कहना है कि वे अमेरिकी सहयोगियों को व्यावसायिक उपयोग के लिए Li-Fi लाने में मदद कर सकते हैं। आज उपलब्ध मानक एल ई डी प्रकाश व्यवस्था के लिए अनुकूलित हैं, न कि डेटा ट्रांसमिशन के लिए, इसलिए आप अपेक्षाकृत छोटे रेंज में उनके मापदंडों को बदल सकते हैं। इसलिए नई सामग्री इस मामले में एक उत्कृष्ट समाधान हो सकती है।