近年來，科學家們在利用光在空氣中傳播信息和數(shù)據(jù)，甚至遠距離給各種各樣的裝置供電上，已經(jīng)取得了很大的進展。然而，在水下要實現(xiàn)這樣的目標就顯得有點不那么容易達到了。

最近，土耳其與美國的科研人員發(fā)展了一個新的方法，可以在利用光實現(xiàn)在水下同時進行數(shù)據(jù)與能量的傳輸。

海洋中充滿了豐富的資源以及等待探索的奧秘。隨著海洋的大力開發(fā)，需要部署越來越多的水下傳感器網(wǎng)絡來收集信息。目前，在水下遠程傳輸信號的最常見方法是通過聲波，因為它很容易在水中長距離傳播。然而，聲波不能像光一樣攜帶大量的數(shù)據(jù)。

可見光通信可以提供超出傳統(tǒng)聲學技術能力的數(shù)個數(shù)量級的數(shù)據(jù)速率，特別適合新興的對帶寬要求很高的的水下應用場景。

另一方面，在水下為傳感器和其他設備供電是另一個挑戰(zhàn)，因為在海洋環(huán)境中更換電池特別困難。幸運的是，任何使用太陽能電池板通過光信號接收數(shù)據(jù)的設備也可以同時用于收集能量。在這種情況下，經(jīng)過傳感器的自主水下航行器可以使用激光來收集數(shù)據(jù)并將電力傳輸?shù)皆O備。

目前，最有效的方法是將來自光信號的功率分為交流?(AC) 和直流 (DC)，其中交流信號用于傳輸數(shù)據(jù)，直流信號用于用作電源。這稱為 AC-DC 分離 (ADS) 方法。

然而，科學家一直在嘗試建立一種不同的方法，根據(jù)需要在能量收集和數(shù)據(jù)傳輸之間進行戰(zhàn)略性切換以優(yōu)化性能。這種方法稱為同時光波信息和能量傳輸 (simultaneous lightwave information and power transfer, SLIPT)。然而，SLIPT 技術不僅很復雜，其在效率方面直到現(xiàn)在并沒有超越傳統(tǒng)的 ADS 方法。

最近，科學家開發(fā)了一種新的SLIPT優(yōu)化算法，可以更有效地從光譜中提取能量，這使得新的SLIPT優(yōu)化方法顯著優(yōu)于傳統(tǒng)的ADS方法。

盡管海水中的電導率、溫度、壓力、水流和生物污染現(xiàn)象對水下通信帶來了額外的挑戰(zhàn)，但利用光來進行無線電能的可行性已經(jīng)在水下環(huán)境中得到了成功的證明。

華創(chuàng)芯光堅信可見光通信的商業(yè)化將是必然趨勢，可見光通信的不斷發(fā)展將為水下調(diào)制解調(diào)器帶來質(zhì)的飛躍。因此，未來方向是探索優(yōu)化水下自主航行器軌跡的方法，這些航行器通過可見光通信技術，有朝一日可以穿越世界海洋的廣闊領域。

審核編輯：符乾江