現(xiàn)代通信技術(shù)，無論用途如何，都依賴于一個(gè)相似的公式：設(shè)備通過數(shù)據(jù)中心、基站和衛(wèi)星將信號(hào)和信息發(fā)送到最終目的地。信息傳播的有效性取決于信息傳播的好壞，而有很多因素會(huì)干擾這一過程——地理、天氣等等。

德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的研究人員發(fā)明了一種新設(shè)備，可以克服惡劣天氣等挑戰(zhàn)，提供更安全、可靠的通信。這可以幫助具有挑戰(zhàn)性領(lǐng)域的軍事通信，提高自動(dòng)駕駛汽車看到周圍環(huán)境的能力，并為潛在的6G網(wǎng)絡(luò)加速無線數(shù)據(jù)傳輸。

Ray Chen是科克雷爾工程學(xué)院電氣與計(jì)算機(jī)工程系的教授，也是該項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人，以電視衛(wèi)星碟形天線在惡劣天氣時(shí)失靈或變得模糊作比較。同樣的事情也會(huì)發(fā)生在通信技術(shù)領(lǐng)域，而這正是Ray Chen想要解決的問題。

Ray Chen的設(shè)備在一個(gè)光譜(中紅外)區(qū)域工作，允許信號(hào)穿透云層、雨水和其它天氣情況到達(dá)預(yù)定目標(biāo)，而不釋放大量的光。

“低光損耗意味著信號(hào)可以傳播更遠(yuǎn)，穿過地球大氣層，具有更好的完整性和更低的功耗。” Ray Chen說。

這一發(fā)現(xiàn)最近發(fā)表在《光學(xué)雜志》上。

該設(shè)備是一種磷化銦芯片，能夠進(jìn)行光束轉(zhuǎn)向，將光線重新定向到特定目標(biāo)的方向。該概念允許信號(hào)傳輸比其他方法更準(zhǔn)確，減少干擾和節(jié)省電力。

然而，光束控制有其弱點(diǎn)，阻礙了大規(guī)模采用;也就是說，設(shè)備只能在狹窄的方向反射光線。Ray Chen教授將其與周邊視力較差的人進(jìn)行了比較。

然而，Ray Chen的裝置具有更大的轉(zhuǎn)向角度，與其他選項(xiàng)相比，增加了約30度的范圍，沒有移動(dòng)部件或側(cè)面瓣的光在不同方向的軌跡，從而降低效率。

“為了波束控制的安全，你需要有一個(gè)完整的視角，你不希望有一堆盲點(diǎn)。” Ray Chen說。

很多自動(dòng)駕駛汽車都配備了光探測(cè)和測(cè)距(LIDAR)技術(shù)，可以感知周圍的環(huán)境。通常情況下，它們以大型設(shè)備的形式及旋轉(zhuǎn)陣列連接在汽車頂部。

Ray Chen說，由于視野有限，激光雷達(dá)設(shè)備必須旋轉(zhuǎn)。然而，任何時(shí)候，只要你依賴一個(gè)活動(dòng)部件，就有損壞的風(fēng)險(xiǎn)。Ray Chen發(fā)明的芯片由于視野更廣，不需要移動(dòng)部件。此外，減少技術(shù)盲點(diǎn)可以提高在瞬間失誤可能被證明是危險(xiǎn)情況下的安全性。

這種芯片可以集成到從軍用車輛到衛(wèi)星到摩天大樓的任何東西中。Ray Chen的工作是將人工智能注入到環(huán)境傳感設(shè)備中。中紅外光譜是光譜的一部分，人類沒有夜視鏡等輔助設(shè)備是看不到的，但該范圍內(nèi)的設(shè)備可以檢測(cè)到氣體泄漏和煙囪排放等情況。

在大城市，大片地挖開地下鋪設(shè)光纖電纜是不現(xiàn)實(shí)的，而有了這些設(shè)備可以提高網(wǎng)速。把它們放在摩天大樓上可以實(shí)現(xiàn)自由空間的光通信，這種技術(shù)可以讓無線數(shù)據(jù)通過光在空中傳播。

Ray Chen的下一步計(jì)劃是實(shí)地測(cè)試該設(shè)備，并改進(jìn)其包裝，使其能夠在自由空間光通信中應(yīng)用。