280 nm帯深紫外AlGaN発光ダイオードを用いた日光下における1.6 Gbps光無線伝送

摘要

近年の無線通信トラフィックや端末同時接続数は爆発的な増大を見せており、第5世代携帯電話網（5G）やその次の世代を見越して、マイクロ波のみならずあらゆる波長帯域の電磁波の活用について研究開発が進められている。省エネ性の高さから一般照明として急速に普及が進んでいる発光ダイオード（LED）を用いた光無線通信技術は、経済性と高速性を兼ね備え、またライセンスフリーであることから注目を集めている。しかしその通信速度は、日光や室内照明に起因する背景光ノイズによって大きく左右される。図 1 は、太陽光（AM1.5）の強度と国際非電離放射線防護委員会 （ICNIRP）の勧告しているインコヒーレント紫外光に対する暴露限界のスペクトルである。単位をそろえるために、紫外光のスペクトル線幅は10 nm、太陽光は1秒露光を仮定した。上述の光通信波長としては、太陽光の強度が急激に減衰する300 nm以下が適しており、暴露限界以下という条件下において、極低ノイズ通信の可能性が存在すると言える。そこで、日光下や室内照明下でも安定して利用可能、かつ経済性と高速性を両立した光通信の可能性を模索するべく、深紫外の光源である280 nm帯AlGaN LEDを用いて検証したので報告する。