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紫外LED在光通信范畴的使用剖析
来源:http://www.tennissh.cn 责任编辑:尊龙用现金娱乐一下 更新日期:2018-10-11 22:50

  紫外LED在光通信范畴的使用剖析

  现在紫外光源已广泛使用于医疗灭菌、荧光光谱剖析、生物剖析/检测、水处理等范畴,其间紫外光源的灭菌特性早在17世纪初期就被发现,紫外荧光管技能在18世纪50年代开端使用,这些技能选用的紫外光源均是气体放电灯(如低压汞灯)。

  紫外LED通讯的优势

  在通讯方面,紫外光通讯速率远不及可见光通讯,但紫外光作为不可见光,通讯具有低分辨率、低偷听率、保密性高的共同长处。①低分辨率:紫外光是不可见光,肉眼很难发现紫外光源的存在;紫外光经过大气散射向五湖四海传达信号,因而很难从散射信号中判别出紫外光源的所在位置。②低偷听率:因为大气分子、悬浮粒子的强吸收效果,紫外光信号的强度按指数规则衰减,这种强度衰减是间隔的函数,因而可根据通讯间隔的要求来调整体系的发射功率,使其在非通讯区域的辐射功率减至最小,难以截获。

  作为一种新式的军事通讯体系,紫外光通讯具有抗干扰能力强、保密性好、非视距通讯以及全方位通讯等长处,成为国内外军事技能人员研讨的焦点。可是惯例紫外光源(低压汞灯)存在体积大、寿命短、调制速率低、易碎等缺点,约束了紫外光通讯的开展。

  为处理紫外光通讯光源问题,美国国防预先研讨方案局(Defense Advanced Research Projects Agency,DARPA)于2002年启动了研发可变波长的晶体管紫外光发射器的项目,并成功研发出波长为274nm的日盲区紫外光发光二极管(UVED)。与低压汞灯比较,紫外LED具有体积小、寿命长、低压供电、能够数字调制等长处。

  紫外LED优异的特性使其一经面世就被使用于紫外光通讯范畴。麻省理工大学于2005年使用DARPA制作的274nm紫外LED作为光源,研发了一套紫外光通讯试验样机,非直视通讯,在100m的规模内通讯速率为200b/s;以色列本固里安大学、英国航太体系公司、加利福尼亚大学等其他科研单位也建立了根据紫外LED的紫外光通讯体系。可是他们研讨作业的具体情况和技能细节均处于高度保密状况。

  2010年国内首条波长280nm的深紫外发光二极管(UV LED)出产线在青岛杰生电气有限公司完成商业化量产,2011年青岛杰生电气有限公司出产的波长280nm深紫外LED模组标定输出功率超越32mW,这些研讨成果促进了紫外LED在紫外光通讯范畴的使用。2010年重庆大学建立的紫外光通讯体系调制速率到达7Mb/s,2010年中科院空间与使用研讨中心使用紫外LED阵列建立了紫外光图画传输试验体系。

  紫外LED调制速率特性

  紫外光通讯体系研发单位对外发布的技能指标均为体系级参数,如数据传输速率、传输间隔及误码率等;紫外LED出产商也仅对出厂产品的直流参数进行测验,如作业电压/电流、峰值波长及半宽度等。而紫外光通讯体系的光源只要在调制状况下作业才干完成数据传输,对紫外LED的调制速率、调制光谱等调制特性进行研讨,将会促进紫外LED在紫外光通讯范畴的使用。

  (1)紫外LED调制速率测验原理

  紫外LED调制速率测验原理如下图所示,各试验设备阐明如下:

  

  ①函数发生器:选用Agilent的33250A发生规范方波信号,用于驱动紫外LED。

  ②紫外LED:选用青岛杰生电气有限公司出产的T039封装的单颗280nm紫外LED,输出功率>0.6mW。

  ③探测器(Si):选用THORLABS出产的PDA10A EC高速探测器,适用波长规模200~1100nm,呼应时刻为1ns。

  ④信号扩大器:本试验选用的探测器本身就有信号滤波扩大效果,假如探测器挑选电流输出且无扩大功用的,需求挑选相应的信号扩大器。

  ⑤数字示波器:挑选泰克DP07054类型的存储示波器,带宽为500MHz。

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