CN101986579A - 自由空间日盲紫外激光通信*** - Google Patents

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李霁野
邱柯妮
王洪勇
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Abstract

本发明提供一种自由空间日盲紫外激光通信***。该***由发射端和接收端构成，发射端由日盲紫外激光器和发散透镜构成，紫外激光器发出的光先经过发散透镜，使信号光以一定的发散角度散射出去；接收端由一个或多个紫外光检测器构成，其中，光电检测器由日盲型带通紫外滤光片、光电倍增管以及光检测器支架构成，接收到的光信号经过日盲型带通滤光片的滤光及降噪后，由光电倍增管转变成电信号，再经过后端的放大滤波解调电路还原信息，实现非视距的点对点或一点对多点的广播模式通信。本发明采用紫外激光器作为发射光源，并在其出光口处设置发散透镜，传输距离较远，接收端结构简单、体积小巧，可以随身携带，机动性较强。

Description

自由空间日盲紫外激光通信***
技术领域
本发明涉及一种紫外激光的光通信技术，尤其是涉及一种自由空间日盲紫外激光通信***。
背景技术
目前发展较快的自由空间光通信主要是红外激光通信，与微波通信、无线电通信相比，红外激光通信的保密性和抗干扰性比较好。但是，红外激光通信的最大缺点就是只能实现点对点的视距通信，若有障碍物在通信线路间阻挡，其通信就会中断。而近几年越来越被人们注意的自由空间紫外光通信既能够实现视距通信也能够实现非视距通信，弥补了红外激光通信的不足。
由于紫外光在自由大气中传输时具有较强的散射作用，从而可以以非直线的方式传播，即可以绕过障碍物而实现非视距通信。紫外光通信是利用“日盲”波段的紫外光波作为信息的载体，以大气为传输介质，可实现基于局域范围内的点对点或一点对多点(广播模式)的无线通信方式。紫外光用于通信具有诸多的优点。低窃听率、低位辩率、抗干扰性强、全方位性、全天候工作等，而紫外光通信的非直视性可以说是紫外通信相比较其他通信而言最为突出的一个优点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型的自由空间日盲紫外激光通信***。其利用紫外光的散射作用，通过简单的结构实现在自由空间中的点对点或一点对多点的非视距紫外光通信。
本发明的自由空间日盲紫外激光通信***由发射端和接收端两部分构成。所述发射端由日盲波段(200nm～280nm)的紫外激光器以及发散透镜构成，所述接收端由一个或多个紫外光检测器构成，通过多个光检测器的检测接收，实现点对点或一点对多点的非视距紫外光通信。
其中，所述发射端的发散透镜安置在所述紫外激光器的出光口处，可以采用紫外熔融玻璃等各种材料的紫外透镜。紫外激光器作为发送信息的光源，采用内调制方式，角度可以自由控制。所述紫外激光器发出的光先经过所述发散透镜，使信号光被以更大的发散角度发射出去(一般考虑发散半角在5°～15°左右)，在大气信道中，光主要以散射的形式传播，发射端的发射仰角在0°～90°之间。
所述接收端的紫外光检测器由日盲型带通紫外滤光片、光电倍增管以及光电检测器支架构成。接收到的光信号经过所述日盲带通滤光片的滤光以及降噪后，由所述光电倍增管转变成电信号，再经过后端的放大滤波解调电路还原信息，从而实现信息的传输。
所述接收端的接收仰角也在0°～90°之间。在接收端的紫外光检测器可以在各个方向接收，实现非视距通信。紫外光检测器可以是单独使用，实现非视距的点对点通信，也可以同时使用多个，即n≥2时，实现点对点或一点对多点的广播模式的通信。
另外，为了增加接收端收集光的能力，还可以在滤光片的前面再设置一个聚光透镜。
本发明的自由空间日盲紫外激光通信***的有益效果在于：通过简单的结构构成，根据紫外光具有较强的散射作用的特点，利用日盲波段的紫外光波作为信息的载体，以大气为传输介质，实现基于局域范围内的点对点或一点对多点广播模式的无线通信。采用紫外激光器作为发送信息的光源，并且在发射端的紫外激光器的出光口处还设置有发散透镜，使信号光以更大的发散角度发射出去，从而可以以非直线的方式传播，能够绕过障碍物而实现非视距紫外光通信。紫外光通信具有低窃听率、低位辩率、抗干扰性强、全方位性、全天候工作等优点。并且接收端结构简单、体积小巧，可以随身携带，机动性较强，非常适合在局域范围内的保密通信。
附图说明
图1是本发明的自由空间日盲紫外激光通信***的原理构成示意图。
图2是本发明的自由空间日盲紫外激光通信***的接收端的紫外光检测器的构成示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的自由空间日盲紫外激光通信***作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
图1是本发明的自由空间日盲紫外激光通信***的原理构成示意图。如图1所示，本发明的自由空间日盲紫外激光通信***由发射端和接收端两部分构成。所述发射端由日盲波段的紫外激光器1以及发散透镜2构成，所述接收端由一个或多个紫外光检测器3构成，通过多个光检测器的检测接收，可以实现点对点或一点对多点的非视距紫外光通信。
由于目前的可利用的低压汞灯光源是全方位发射光，功率不容易集中，而目前国内日盲区紫外发光二极管还没有实用化的产品。所以在本发明中，发射端采用角度可以自由控制的紫外激光器1作为发送信息的光源，采用内调制方式。所述发射端的发散透镜2可以采用紫外熔融玻璃等各种材料的紫外透镜，安置在所述紫外激光器1的出光口处。紫外激光器1发出的光先经过发散透镜2，使信号光被以更大的发散角度发射出去(一般考虑发散半角在5°～15°左右)，在大气信道中，光主要以散射的形式传播，发射端的发射仰角在0°～90°之间。
图2是本发明的自由空间日盲紫外激光通信***的接收端的紫外光检测器的构成示意图。如图2所示，接收端的紫外光检测器3由日盲型带通紫外滤光片5、光电倍增管6以及光电检测器支架7构成。另外，为了增加接收端收集光的能力，还可以在滤光片5的前面设置一个聚光透镜4。聚光透镜4用以收集更多的信号光，接收到的光信号经过日盲带通滤光片5，通过其滤除掉杂散光，降低噪声之后，由所述光电倍增管6转变成电信号，再经过后端的放大滤波解调电路还原信息，从而实现信息的传输。
接收端的接收仰角也在0°～90°之间。在接收端由紫外光检测器3可以在各个方向接收，实现非视距通信。紫外光检测器3可以是单独使用，实现非视距的点对点通信，也可以在接收端同时使用多个紫外光检测器3，即n≥2时，可以实现点对点或一点对多点的通信。
本实施例的自由空间中的紫外激光通信***，是基于日盲波段(200nm～280nm)的紫外光作为信号传输的载体。由于紫外光在大气中的散射和衰减，所以本发明适用于局域范围内的保密通信。

Claims (6)

1.一种自由空间日盲紫外激光通信***，由发射端和接收端两部分构成，其特征在于，
所述发射端由日盲紫外激光器和发散透镜构成，所述紫外激光器发出的光先经过所述发散透镜，使信号光以一定的发散角度散射出去，
所述接收端由一个或多个紫外光检测器构成，其中，光电检测器由日盲型带通紫外滤光片、光电倍增管以及光检测器支架构成，接收到的光信号经过所述日盲型带通滤光片的滤光以及降噪后，由所述光电倍增管转变成电信号，再经过后端的放大滤波解调电路还原信息，从而实现非视距的点对点或一点对多点的广播模式的通信。
2.如权利要求1所述的自由空间日盲紫外激光通信***，其特征在于，所述紫外光检测器中，在所述日盲型带通滤光片的前面还设置有聚光透镜，用以收集更多的信号光。
3.如权利要求1或2所述的自由空间日盲紫外激光通信***，其特征在于，所述发射端的日盲型带通紫外激光器采用内调制方式，日盲波段为200nm～280nm。
4.如权利要求1或2所述的自由空间日盲紫外激光通信***，其特征在于，所述发射端的发散透镜安置在所述紫外激光器的出光口处。
5.如权利要求1或2所述的自由空间日盲紫外激光通信***，其特征在于，所述发射端的发射仰角在0°～90°之间，发散半角在5°～15°之间。
6.如权利要求1或2所述的自由空间日盲紫外激光通信***，其特征在于，所述接收端的接收仰角在0°～90°之间。
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