Development of a single-chip visible light communication receiver

Görünür ışık haberleşmesi son on yılda dikkat çekmekte olup, basit bir şekilde görünür ışık üzerinden (400nm-700nm) veri aktarımına dayanmaktadır. Radyo frekansı temelli teknolojilere alternatif olarak görülmekte olup, kullanıcılara sınırsız bir frekans spektrumu sağlamaktadır. Geniş ölçüde mevcut bir bantgenişliği olmasına karşın, görünür ışık haberleşmesinde ışık kaynağı olarak kullanılan ışık yayan diyotlar, birkaç yüz kHZ ile birkaç MHz arasında değişen sınırlı bantgenişliklerinden ötürü veri aktarımına sınırlama getirmektedirler. Bu noktada, denkleştirme görünür ışık haberleşmesinde daha yüksek hızları gerçekleştirmek için olan en çok kullanılan yöntemlerinden biridir. Görünür ışık haberleşmesi için gerçekleştirilen denkleştirmelere odaklanan çalşmalar sayıca artmaktadır. Ancak, bu çalışmaların birçoğu veri hızındaki artırımı ayrık eleman seviyesinde sunmaktadır. Bunlar tümleşik olmamakta ve daha yüksek güç tüketmektedir. Kırmık seviyesinde çözüm sunan çalışmalar sınırlı sayıda olup buna ilaveten farklı bantgenişliklerine sahip ışık yayan diyotlarla ile birlikte çalışabilen ve denkleştirmeyi kullanılan ışık yayan diyot için gerçekleştiren monolitik optoelektronik alıcı şu ana kadar incelenmemiştir. Bu çalışma, 300 umx300 um alanına sahip bir fotodiyot, transempedans yükseltici, anahtarlama mekanizaması ile kontrol edilen ayarlanabilir denkleştirici, ve çıkış tamponu içeren bir monolitik optoelektronik alıcının tasarım ve gerçekleştirmesine odaklanmaktadır. Tasarlanan optoelektronik alıcı 130 nm CMOS teknolojisinde gerçekleştirilmiş ve deneysel düzenekte test edilmiştir. Üç adet farklı fosforlu beyaz ışık yayan diyot kullanılmış ve 2 metre mesafede her bir kullanılan ışık yayan diyot için veri aktarımında bantgenişliğine oranla yaklaşık 20 kat iyileştirme başarılmıştır. Gerçekleştirilen kırmık 0.6 mm^2 alana sahip olmakta ve 2.05 mW güç harcamaktadır.