Китайські вчені з’ясували, що сонячні панелі можна застосовувати не тільки для перетворення світла на енергію, але й для бездротової передачі даних, причому не на землі або в повітрі, а під водою. Перший прототип такої системи забезпечив швидкість у 150 Мбіт/с на дистанції 35 метрів. Нова технологія помітно спростить роботу підводної техніки та прискорить вивчення океану, упевнені дослідники.

Як зазначає New Atlas, оскільки радіохвилі погано поширюються у воді, такі пристрої, як телекеровані підводні апарати (ROVS), сьогодні зв’язуються з віддаленим оператором, як правило, через фізичний кабель. Раніше інженери намагалися розв’язувати цю проблему за допомогою імпульсних лазерів, проте функціональність подібних систем також обмежена — через те, що передавач, котрий випромінює світло, має бути увесь час чітко націлений на фотодіод, який його приймає.

«До цього часу організація високошвидкісного каналу передачі даних за допомогою кремнієвих сонячних батарей потребувала використання складних схем модуляції й алгоритмів. В результаті система вимагала значних обчислювальних ресурсів, що негативно впливало на енергоефективність й спричиняло великі затримки при обробці інформації, – пояснюють науковці. – Застосувавши комп’ютерне моделювання та симуляцію сонячних елементів, ми оптимізували периферійний контур панелей саме для передачі даних. Це дозволило розробити детектор нового типу зі значно покращеною продуктивністю».

В результаті інженери створили експериментальну установку із дев’яти послідовно з’єднаних мініатюрних сонячних батарей. Розмір її активної зони склав 3,4×3,4 см. Під час демонстраційних випробувань отриманий прилад був розміщений на одному кінці 7-метрового резервуара з чистою водою, тоді як на іншому кінці винахідники встановили лазерний діод. Між передавачем та приймачем при цьому знаходилися чотири дзеркала. Відбиваючись від них, лазерний промінь поступово розширювався й проходив загалом 35 метрів.

Сонячні панелі пристосували для бездротової передачі даних під водою
Схематичне зображення експерименту китайських вчених.

У процесі тестування інженери підтвердили працездатність системи – установка показала, що спроможна стабільно передавати інформацію на достатньо високій швидкості, споживаючи при цьому невелику кількість енергії й не вимагаючи застосування лінз для точного наведення лазерного променя. Крім того, паралельно вона все ще може генерувати електроенергію.

«Наскільки нам відомо, ми продемонстрували найвищу пропускну здатність для такого типу систем. Подібні рішення у майбутньому дозволять обмінюватися даними та виробляти електроенергію за допомогою одного пристрою», – зазначили китайські вчені.

Зокрема, дослідники досягли смуги пропускання -20 дБ на частоті 63,4 МГц. Як результат, інноваційна система бездротового підводного зв’язку на відстані 35 метрів змогла забезпечити швидкість підключення у 150 Мбіт/с. Найближчими місяцями автори проєкту планують дізнатися, наскільки ефективною буде установка при роботі зі слабкими оптичними сигналами, з якими система безсумнівно зіткнеться у реальних умовах, наприклад, у каламутній воді.

А у більш віддаленому майбутньому вчені хочуть адаптувати розробку й для наземного використання: передбачається, що вона дозволить передавати дані на великі відстані за допомогою у тому числі звичайних світлодіодних ламп, що сьогодні широко використовуються як у житлових й офісних приміщеннях, так і у вуличному освітленні.