Sel surya digunakan untuk meningkatkan komunikasi nirkabel bawah air

Gelombang radio tidak dapat merambat dengan baik melalui air, oleh karena itu perangkat seperti ROVS (kendaraan yang dioperasikan dari jarak jauh) harus sampai ke operatornya melalui kabel komunikasi yang terhubung. Namun, menurut sebuah studi baru, panel surya akan segera memungkinkan untuk praktis di bawah air berbasis cahaya komunikasi.

Pertama-tama, berbagai kelompok telah menggunakan pulsa sinar laser untuk mengirimkan data di bawah air. Fungsionalitas sistem tersebut telah terbatas, karena fakta bahwa pemancar yang memancarkan cahaya harus tepat sejajar dengan fotodioda yang menerimanya. Karena keterbatasan ini, kedua unit harus ditempatkan cukup dekat satu sama lain.

Sel surya, di sisi lain, dirancang untuk mengumpulkan cahaya masuk yang tersebar dari area yang luas. Sayangnya, bagaimanapun, mereka jauh lebih baik dalam menyalurkan cahaya itu ke sirkuit listrik daripada mengubahnya menjadi sinyal data. Sebuah tim dari Universitas Zhejiang China sekarang mengklaim telah mengatasi kekurangan itu.

“Hingga saat ini, untuk mencapai tautan berkecepatan tinggi menggunakan sel surya silikon yang sudah ada membutuhkan skema dan algoritma modulasi yang kompleks, yang membutuhkan sumber daya komputasi intensif yang menggunakan daya ekstra dan menciptakan latensi pemrosesan yang tinggi,” kata ilmuwan utama, Prof. Jing Xu “Menggunakan [computer] pemodelan dan simulasi sel surya yang terhubung, kami mengoptimalkan sirkuit periferal, yang secara signifikan meningkatkan kinerja detektor berbasis sel surya kami.”

Pengaturan yang dihasilkan menggabungkan susunan 3 x 3 sel surya yang terhubung, menciptakan area deteksi 3,4 x 3,4 cm (1,3 inci). Array itu ditempatkan di salah satu ujung tangki air sepanjang 7 meter (22,9 kaki), di ujung lainnya adalah dioda laser. Serangkaian cermin di dalam tangki, bagaimanapun, menyebabkan sinar laser harus menempuh jarak total 35 meter (114,8 kaki) untuk sampai dari dioda ke susunan surya.

Saat diuji, sistem dilaporkan menunjukkan stabilitas yang andal, konsumsi daya yang rendah, dan bandwidth deteksi yang jauh lebih tinggi daripada yang dilaporkan dalam penelitian sebelumnya yang menggunakan sel surya komersial untuk tujuan yang sama. Lebih khusus lagi, para ilmuwan berhasil mencapai bandwidth -20-dB sebesar 63,4 MHz, yang memungkinkan tautan optik nirkabel bawah air 35-meter/150-Mbps (megabit per detik).

Xu dan rekan sekarang berencana mempelajari seberapa efektif pengaturan dalam mendeteksi sinyal optik yang lemah, mirip dengan yang harus bekerja dengannya di air berlumpur atau keruh.

Penelitian ini dijelaskan dalam sebuah makalah yang baru-baru ini diterbitkan di jurnal Surat Optik.

Sumber: optik melalui EurekAlert