現代通信技術，無論用途如何，都依賴于一個相似的公式：設備通過數據中心、基站和衛星將信號和信息發送到最終目的地。信息傳播的有效性取決于信息傳播的好壞，而有很多因素會干擾這一過程——地理、天氣等等。

德克薩斯大學奧斯汀分校的研究人員發明了一種新設備，可以克服惡劣天氣等挑戰，提供更安全、可靠的通信。這可以幫助具有挑戰性領域的軍事通信，提高自動駕駛汽車看到周圍環境的能力，并為潛在的6G網絡加速無線數據傳輸。

Ray Chen是科克雷爾工程學院電氣與計算機工程系的教授，也是該項目的負責人，以電視衛星碟形天線在惡劣天氣時失靈或變得模糊作比較。同樣的事情也會發生在通信技術領域，而這正是Ray Chen想要解決的問題。

Ray Chen的設備在一個光譜(中紅外)區域工作，允許信號穿透云層、雨水和其它天氣情況到達預定目標，而不釋放大量的光。

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

這一發現最近發表在《光學雜志》上。

該設備是一種磷化銦芯片，能夠進行光束轉向，將光線重新定向到特定目標的方向。該概念允許信號傳輸比其他方法更準確，減少干擾和節省電力。

然而，光束控制有其弱點，阻礙了大規模采用;也就是說，設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行了比較。

然而，Ray Chen的裝置具有更大的轉向角度，與其他選項相比，增加了約30度的范圍，沒有移動部件或側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，你需要有一個完整的視角，你不希望有一堆盲點。” Ray Chen說。

很多自動駕駛汽車都配備了光探測和測距(LIDAR)技術，可以感知周圍的環境。通常情況下，它們以大型設備的形式及旋轉陣列連接在汽車頂部。

Ray Chen說，由于視野有限，激光雷達設備必須旋轉。然而，任何時候，只要你依賴一個活動部件，就有損壞的風險。Ray Chen發明的芯片由于視野更廣，不需要移動部件。此外，減少技術盲點可以提高在瞬間失誤可能被證明是危險情況下的安全性。

這種芯片可以集成到從軍用車輛到衛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境傳感設備中。中紅外光譜是光譜的一部分，人類沒有夜視鏡等輔助設備是看不到的，但該范圍內的設備可以檢測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光纖電纜是不現實的，而有了這些設備可以提高網速。把它們放在摩天大樓上可以實現自由空間的光通信，這種技術可以讓無線數據通過光在空中傳播。

Ray Chen的下一步計劃是實地測試該設備，并改進其包裝，使其能夠在自由空間光通信中應用。