量子点发光结构、提高量子点光通信带宽的方法及实验方法

本申请涉及通信器件，尤其是涉及一种提高量子点光通信带宽的方法、量子点发光结构及提高量子点光通信带宽的实验方法。

背景技术：

1、在可见光通信(visible light communication，vlc)领域中，采用色转换材料实现光通信的方案表现出广泛的应用性，可见光通信技术是利用发光器件发出高速明暗闪烁的信号来传递信息；在接收端通过光电探测器接收信号，经过编码、调制、解调便能够完成信号在led信号发射端与接收端信号的传输功能。可见光通信技术可以作为当前wifi和光纤上网补充接入手段，并且在无线频谱日益紧张的情况下，可见光的频谱资源非常丰富，使用无需授权，且能够在电磁受限或电磁信号敏感的条件下自由使用。另外，可见光通信系统的防泄密性极高，只要能够阻挡可见光的传输路径，信号就无法正常传输，一般的房间都能够阻止信号向外传播信号，因此能够保持私密性。

2、但是现有的多种vlc方案里，选择qds(quantum dots，qds)作为色转换材料时，没有针对其在通信领域应用进行过系统地优化与筛选，因此表现出较为一般的带宽及速率，不能很好的满足应用需求。随着当今通信应用场景的复杂化，例如水下通信、电磁干扰环境下通信等，vlc突出了其在该种环境下适用性强的优势，但这也进一步提高了对vlc的通信性能要求。

技术实现思路

1、为了解决目前量子点带宽性能优化的缺失，解决现有量子点应用于vlc领域的不足，本申请提供一种提高量子点光通信带宽的方法。

2、第一方面，本申请提供一种提高量子点光通信带宽的方法，包括以下步骤：一种提高量子点光通信带宽的方法，其包括以下步骤：

3、s1：提供发光芯片；以及

4、s2：在发光芯片的出光光路上设置具预设参数的量子点色转换材料，使发光芯片出射的光线经过所述量子点色转换材料。

5、采用上述方案，克服现有技术中仅利用量子点色转换材料作为波长转换材料的性能，而是通过调整量子点色转换材料的参数，进而实现通过量子点色转换材料3实现提高量子点光通信带宽的策略。本申请提供的提高量子点光通信带宽的方法是基于荧光共振能量转移荧光共振能量转移(fluorescence resonance energy transfer，fret)原理，通过选取合适的量子点浓度，并在量子点溶液中添加极性溶剂产生能量受体，增强能量受体与钙钛矿量子点间发生的能量转移来加快载流子的复合速率，即降低载流子寿命的机理，来提升通信带宽与速率。

6、在其中一实施例中，所述量子点色转换材料是量子点溶液，所述量子点溶液包括分散液以及分散于所述分散液中的量子点。使发光芯片发出的光束通过量子点溶液，简单直观、工艺流程简明，不会有环境条件对通信性能的影响。

7、在其中一实施例中，所述预设参数是溶液浓度，所述溶液浓度浓度介于0.02-40mg/ml。

8、在其中一实施例中，所述溶液浓度介于0.2-2mg/ml。

9、在其中一实施例中，所述量子点色转换材料是量子点薄膜。

10、在本实施例中，还包括步骤s3：向量子点溶液中加入极性溶剂以利用非辐射能量转移机制加大载流子复合效率，降低载流子寿命的步骤。其中，所述极性溶剂选自：丙酮、乙腈、乙醇、乙醚、丁酮、氯仿、二氯甲烷、苯酚、苯甲醚中的至少一种。

11、第二方面，本申请还提供一种量子点发光结构，所述量子点发光结构是通过如上任意一项所述的提高量子点光通信带宽的方法制造形成。

12、第三方面，本申请还提供一种提高量子点光通信带宽的实验方法，其包括如下步骤：搭建可见光测试系统，所述可见光测试系统包括发光芯片，依次设置在发光芯片光路上的准直透镜、聚焦透镜、滤光片以及探测器，所述可见光测试系统还包括设置于发光芯片与滤光片之间的量子点色转换材料，其中量子点色转换材料有多组，每组具有不同的预设参数，准直透镜与聚焦透镜之间每次设置一组量子点色转换材料；

13、从所述探测器中获取不同参数下量子点色转换材料下的通信参数；以及

14、得出与最优通信参数对应的那组量子点色转换材料。

15、在其中一实施例中，所述量子点色转换材料是量子点溶液，所述量子点溶液包括分散液以及分散于所述分散液中的量子点；所述预设参数是溶液浓度，所述溶液浓度浓度介于0.02-40mg/ml。

16、综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

17、1、本申请提供的基于荧光共振能量转移原理，通过选取合适的量子点浓度，并在量子点溶液中添加极性溶剂产生能量受体，增强能量受体与钙钛矿量子点间发生的能量转移来加快载流子的复合速率，即降低载流子寿命的机理，来提升通信带宽与速率；

18、2、通过改变钙钛矿量子点溶液的浓度或者溶剂参数，来实现fret的增强，从而获得了接近100％的通信带宽与速率提升；

19、3、利用透明容器中容纳量子点溶液，使发光芯片发出的光束通过量子点溶液，简单直观、工艺流程简明，不会有环境条件的影响。

技术特征：

1.一种提高量子点光通信带宽的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的提高量子点光通信带宽的方法，其特征在于，所述量子点色转换材料是量子点溶液，所述量子点溶液包括分散液以及分散于所述分散液中的量子点。

3.根据权利要求1所述的提高量子点光通信带宽的方法，其特征在于，所述预设参数是溶液浓度，所述溶液浓度浓度介于0.02-40mg/ml。

4.根据权利要求3所述的提高量子点光通信带宽的方法，其特征在于，所述溶液浓度介于0.2-2mg/ml。

5.根据权利要求1所述的提高量子点光通信带宽的方法，其特征在于，所述量子点色转换材料是量子点薄膜。

6.根据权利要求1所述的提高量子点光通信带宽的方法，其特征在于，在上述s2步骤之后，还包括步骤s3：向量子点溶液中加入极性溶剂以利用非辐射能量转移机制加大载流子复合效率，降低载流子寿命的步骤。

7.根据权利要求6所述的提高量子点光通信带宽的方法，其特征在于，所述极性溶剂选自：丙酮、乙腈、乙醇、乙醚、丁酮、氯仿、二氯甲烷、苯酚、苯甲醚中的至少一种。

8.一种量子点发光结构，其特征在于，所述量子点发光结构是通过如权利要求1-7任意一项所述的提高量子点光通信带宽的方法制造形成。

9.一种提高量子点光通信带宽的实验方法，其特征在于，包括如下步骤：

10.根据权利要求9所述的提高量子点光通信带宽的实验方法，其特征在于，所述量子点色转换材料是量子点溶液或者量子点薄膜。

技术总结
本申请涉及通信器件技术领域，尤其涉及一种提高量子点光通信带宽的方法、量子点发光结构及提高量子点光通信带宽的实验方法，包括以下步骤：S1：提供发光芯片；以及S2：在发光芯片的出光光路上设置具预设参数的量子点色转换材料，使发光芯片出射的光线经过所述量子点色转换材料。本申请提供的基于荧光共振能量转移原理，通过选取合适的量子点浓度，并在量子点溶液中添加极性溶剂产生能量受体，增强能量受体与钙钛矿量子点间发生的能量转移来加快载流子的复合速率，即降低载流子寿命的机理，来提升通信带宽与速率。

技术研发人员：田朋飞,张振,单心怡,崔旭高
受保护的技术使用者：复旦大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12