Phototransducers with quantum materials for power + communications over optical fiber systems (PowerCom)

具有量子材料的光电传感器,用于通过光纤系统进行电力通信 (PowerCom)

基本信息

  • 批准号:
    494090-2016
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 12.56万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    加拿大
  • 项目类别:
    Strategic Projects - Group
  • 财政年份:
    2017
  • 资助国家:
    加拿大
  • 起止时间:
    2017-01-01 至 2018-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The next industrial revolution will arise out of the Internet of Things: vast numbers of devices will exchange copious data at high rates, becoming one of the world's largest hardware technology markets. Systems interconnected by copper are limited in data rate and can be degraded by electromagnetic interference. Transferring data onto optical fibre protects against such interference and raises the data rate ceiling, but adds cost of fibre to the copper hardware base. If both data and power can be transferred to optical fibre, systems are simplified, data rate ceilings are raised, costs are reduced, and interference is eliminated.Optical power links can in principle be achieved using photonic devices based on the extraordinarily rich III-V compound semiconductor materials family, with natural direct bandgap and crystalline quality. Optical power can be generated with III-V laser or LED devices, then carried on multi-mode or single-mode optical fibre, and converted back to electrical power using another III-V device. Key to success is achieving high conversion efficiencies, which theory has shown can approach 100%. The ensemble of device and design expertise capable of this architecture has been established in SUNLAB at uOttawa, and at uWaterloo. Present industrial state-of-the-art devices have been demonstrated by our Canadian partner, Azastra Opto, achieving ~70% efficient power receivers. This project will extend this technology to create a new class of devices, previously unavailable, with very high efficiencies capable of supporting commercially viable optical power/data links. The work will be done in two stages: the first stage will demonstrate techniques for improved efficiencies at the present wavelengths; the second stage will add nanostructures (quantum dots) and materials selections at new wavelengths, essential to success.
下一次工业革命将从物联网中产生:大量设备将以高速率交换大量数据,成为世界上最大的硬件技术市场之一。通过铜互连的系统在数据速率方面受到限制,并且可能受到电磁干扰的影响。将数据传输到光纤上可以防止这种干扰并提高数据速率上限,但会增加铜硬件基础的光纤成本。如果数据和电力都可以传输到光纤,系统将得到简化,数据速率上限将得到提高,成本将降低,干扰也将消除。原则上,光功率链路可以使用基于极其丰富的III-V族化合物半导体材料家族的光子器件来实现,这些材料具有天然的直接带隙和晶体质量。光功率可以用III-V激光器或LED器件产生,然后在多模或单模光纤上传输,并使用另一个III-V器件转换回电能。成功的关键是实现高转换效率,理论表明可以接近100%。能够实现这种架构的设备和设计专业知识的集合已经在uOttawa的SUNLAB和uWaterloo建立。我们的加拿大合作伙伴Azastra Opto已经展示了目前最先进的工业设备,实现了约70%的功率接收器效率。该项目将扩展这项技术,以创建一种新的设备,以前没有,具有非常高的效率,能够支持商业上可行的光功率/数据链路。这项工作将分两个阶段进行:第一阶段将展示在当前波长下提高效率的技术;第二阶段将在新波长下添加纳米结构(量子点)和材料选择,这对成功至关重要。

项目成果

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Hinzer, Karin其他文献

The Effects of Absorption and Recombination on Quantum Dot Multijunction Solar Cell Efficiency
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    Hinzer, Karin

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Photovoltaics for Emerging Energy Systems
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    $ 12.56万
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    497981-2017
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    2020
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    $ 12.56万
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    497981-2017
  • 财政年份:
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  • 资助金额:
    $ 12.56万
  • 项目类别:
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  • 批准号:
    521894-2018
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 12.56万
  • 项目类别:
    Strategic Projects - Group
Phototransducers with quantum materials for power + communications over optical fiber systems (PowerCom)
具有量子材料的光电传感器,用于通过光纤系统进行电力通信 (PowerCom)
  • 批准号:
    494090-2016
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    2018
  • 资助金额:
    $ 12.56万
  • 项目类别:
    Strategic Projects - Group

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    2024
  • 资助金额:
    $ 12.56万
  • 项目类别:
    Fellowship
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