引用本文:
刘登飞,夏江,罗云瀚,等:用于提升可见光通信调制带宽的微尺寸LED性能研究[J]. 光通信技术,2021,45(8):23-28.
刘登飞1,夏 江2,罗云瀚3,4,熊 宇1,吴 昊5,陈 哲3,4
(1.中山火炬职业技术学院 光电信息学院,广东 中山 528436; 2.工业和信息化部 电子第五研究所,广州 510610;3.暨南大学 广东省可见光通信工程技术研究中心,广州 510632; 4.暨南大学 广州市可见光通信工程技术重点实验室,广州 510632;5.湖南航天远望科技有限公司,长沙
【下载PDF全文】 【下载Word】摘要:基于白光发光二极管(LED)的可见光通信、照明两用系统近年来得到广泛的研究,然而普通LED性能制约了可见光通信调制带宽。为进一步提高LED的调制带宽,可采用微尺寸LED。简要阐述了提高LED调制带宽的方法,综述了近年来在优化可见光通信调制带宽的微尺寸LED性能方面的进展,指出了未来微尺寸LED的研究方向。
关键词:可见光通信;微尺寸发光二极管;调制带宽
中图分类号:TN929.12 文献标志码:A 文章编号:1002-5561(2021)08-0023-06
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2021.08.005
0 引言
自从1990年第一支GaN基的发光二极管(LED)发明以来[1],白光LED得到迅猛发展。与白炽灯、荧光灯等传统光源相比,白光LED具有节能、环保、寿命长、小型化、功耗低、调制性能好和响应灵敏度高等优点,能兼顾照明与数据传输2项功能,常被用于可见光通信技术[2]中。但是,普通LED性能制约了可见光通信的调制带宽[3]。目前,可见光通信使用微尺寸LED(有源区尺寸在100 μm量级以下的LED[4])替代普通LED,因为更小尺寸结构的LED电容小,且能够承受更高的电流密度[4-5],可以使微尺寸LED的3 dB带宽超过100 MHz[6-9],这种方法比以往采用复杂昂贵的均衡电路技术提高LED可见光通信系统3 dB调制带宽的方式更加简便[10]。但是,微尺寸LED的输出光功率都在mW量级,不能满足照明的需求,因此通常采用微尺寸LED阵列方法[11-13],既满足可见通信要求,也满足照明发光均匀性要求。本文介绍提高LED调制带宽及微尺寸LED性能的方法。
4 结束语
本文综述了微尺寸LED提高调制带宽的方法并进行了比较分析,分析结果表明减小芯片尺寸大小和优化微尺寸芯片阵列能大幅提升可见光通信调制带宽。但是,优化阵列导致的超负荷过载工作会减小光功率,并且使LED的可靠性降低。因此,提升可见光通信调制带宽,需要同时考虑光输出功率,以满足照明需求。为了提高可见光通信调制带宽并兼顾照明,微尺寸LED性能改进还需做大量的工作,减小微芯片尺寸大小且对微尺寸芯片阵列进行优化将成为未来微尺寸LED的主要研究方向。