Demonstrerer PCSEL i frirom utenfor lab

Vector Photonics har, i samarbeid med Fraunhofer Centre for Applied Photonics, en avdeling i  Fraunhofer UK, gjennomført det selskapet omtaler som den første offentlige demonstrasjonen av friromsoptisk kommunikasjon med PCSEL-teknologi utenfor laboratoriemiljø. Demonstrasjonen ble gjennomført i Glasgow og viser at teknologien kan fungere under reelle utendørsforhold.

Den skotske oppstartsbedriften Vector Photonics, som utvikler såkalte photonic crystal surface emitting lasers (PCSEL), kunngjorde 8. april at selskapet for første gang har demonstrert optisk datakommunikasjon med denne laserteknologien i et praktisk utendørsscenario.

Demonstrasjonen fant sted 31. mars 2026, da data ble overført over elven Clyde i Glasgow – fra Glasgow Science Centre til Clydeside Distillery – over en avstand på rundt 500 meter. Systemet ble utviklet og bygget av Fraunhofer Centre for Applied Photonics (CAP), som er en del av Fraunhofer UK.

Vil flytte PCSEL fra laboratoriet til feltbruk

Ifølge Vector Photonics representerer demonstrasjonen et viktig steg i modningen av PCSEL-teknologien som plattform for sikre optiske kommunikasjonsforbindelser.

– Dette er et viktig fremskritt for oss og viser at teknologien vår har kommersiell relevans i praktiske anvendelser, sier Richard Taylor, administrerende direktør og grunnlegger av selskapet.

Selskapet anslår at demonstrasjonen løfter teknologien fra et modenhetsnivå på om lag TRL 4/5 til 6/7 (Technology Readiness Level), altså fra laboratorieverifisering til demonstrasjon i relevant eller nær-operativt miljø.

Poenget med testen var nettopp å vise at teknologien kan fungere utenfor kontrollerte laboratorieforhold, der faktorer som temperatur, luftfuktighet, nedbør og atmosfærisk turbulens kan påvirke signaloverføringen.

Kombinerer egenskaper fra to etablerte lasertyper

PCSEL er en relativt ny type halvlederlaser som kombinerer egenskaper fra to mer etablerte laserkategorier: kantemitterende lasere og VCSEL-er (vertical-cavity surface-emitting lasers).

Teknologien er særlig interessant for friromsoptisk kommunikasjon fordi den kan levere en smal og lyssterk stråle, med høy strålekvalitet og lav divergens. Det er viktige egenskaper når signalet skal sendes over lengre avstander i åpent rom, med minst mulig effekttap.

Sammenlignet med mer konvensjonelle lyskilder for optisk kommunikasjon kan PCSEL-er også gi koherent énmodus-emisjon fra en overflateemitterende struktur, noe som forenkler koblingen til friromsoptikk og kan redusere behovet for kompliserte stråleformende komponenter.

Det gjør teknologien aktuell for kompakte optiske kommunikasjonsløsninger der man ønsker høy kapasitet uten å bruke fiber eller radiosamband.

50 Mbit/s over 500 meter

I demonstrasjonen ble det oppnådd en dataoverføring på 50 Mbit/s over 500 meter. Ifølge prosjektpartnerne lå feilratene under tersklene for standard forward error correction (FEC).

Vector Photonics opplyser at dette var om lag dobbelt så høyt som systemspecifikasjonen som var satt for forsøket, men samtidig betydelig lavere enn det selskapet mener teknologien i seg selv kan støtte, ettersom PCSEL-er har potensial for høyere naturlige datahastigheter.

Det betyr at forsøket først og fremst må leses som en funksjonsdemonstrasjon i felt, snarere enn en maksimal ytelsestest.

Mulige bruksområder: Bygg, campus og satellitter

Frittromsoptisk kommunikasjon har lenge vært interessant som et alternativ til fiber og radiobaserte forbindelser i situasjoner der man ønsker høy kapasitet, lav sannsynlighet for avlytting og rask etablering av punkt-til-punkt-lenker.

Vector Photonics peker spesielt på anvendelser som:

• forbindelser mellom bygg
• kommunikasjonslenker på campus- og industriområder
• sikre høyhastighetsforbindelser i urbane miljøer
• optiske lenker til og mellom satellitter

Selskapet trekker også frem at PCSEL-teknologien har bred bølgelengdefleksibilitet – fra ultrafiolett til fjerninfrarødt – noe som kan gjøre den relevant også utenfor kommunikasjonsområdet.

Blant mulige anvendelser nevnes:

• KI-datasentre
• LiDAR-systemer
• additiv tilvirkning / 3D-printing

Fraunhofer: Viser økende modenhet

For Fraunhofer CAP har prosjektet vært en anledning til å demonstrere instituttets kompetanse innen utvikling av optiske systemer i samarbeid med en tidligfase teknologibedrift.

– Dette prosjektet har gitt oss en god mulighet til å bruke vår kompetanse innen optiske systemer for å hjelpe Vector Photonics med å demonstrere den økende modenheten i PCSEL-er og potensialet i denne nye diodelaserteknologien for optisk kommunikasjon, sier Gerald Bonner, hovedforsker ved Fraunhofer CAP.

Teknologidemonstrasjon – men fortsatt tidlig fase

Selv om demonstrasjonen er et interessant teknologisk signal, er det fortsatt et stykke igjen fra en vellykket feltprøve til bred kommersiell utrulling. For friromsoptiske systemer vil robusthet, presis optisk innretting, værpåvirkning, tilgjengelighet og total systemkostnad være avgjørende for hvor raskt teknologien kan tas i bruk.

Likevel peker demonstrasjonen på et område som får økende oppmerksomhet: høyhastighets optisk kommunikasjon uten fiber, der nye lyskilder kan bli en viktig muliggjører.