紫外光散射通信接收技术研究

介绍了紫外光散射通信系统的基本原理和结构,分析了紫外光信号的传输特性,从光学系统、紫外滤光片和紫外探测器三个方面讨论了紫外光散射通信接收的相关技术.重点分析了紫外光散射通信对滤光片和紫外探测器的特性要求,为器件的选择研制提出了一定的依据,进一步探讨了紫外探测器的发展趋势.     

紫外像增强器用于电力安全检测的研究

随着日盲紫外探测技术的快速发展,紫外电晕探测成为电力设备安全检测的主要手段之一.测试了国产碲铯阴极紫外像增强器的光谱响应特性曲线,并计算了太阳辐射照射下,配备有深截止日盲紫外滤光片的紫外像增强器所产生的光电子数,验证了国产碲铯阴极紫外像增强器在深截止日盲紫外滤光片的滤光作用下,可以满足强烈阳光背景下电晕检测的需求.     

GaN基紫外探测器

随着GaN基紫外材料的日益成熟,GaN基紫外探测器发展迅速,被认为是和发光二极管、激光器同样重要的器件。本文讨论了紫外探测的意义,介绍了国内外近期研制的各种器件结构的GaN基紫外探测器和紫外焦平面。     

日盲紫外真空探测器件和组件技术研究

日盲紫外探测技术具有增益高、信噪比高、虚警率低、功耗低和体积小等优点,是导弹预警、电晕检测等应用领域的关键核心技术。本文从日盲紫外探测器件的实际应用出发,简述了紫外像增强管、日盲滤光片和日盲紫外ICCD/CMOS组件的结构、技术特点和工艺技术研究进展情况,分析了相关技术的未来发展趋势。     

大气光散射通信紫外滤光片技术研究

研究了大气光散射通信对紫外滤光片的性能要求,分析并比较了干涉紫外滤光片与吸收紫外滤光片的主要特性,重点分析了滤光片信号光的高透过率、背景光的深截止、透过率随入射角度的变化.     

背照式高量子效率AlGaN日盲紫外探测器设计

高量子效率、高UV/VIS抑制比、宽的光谱响应范围、快的响应速度是AlGaN紫外探测器设计追求的主要目标。为了获得适宜于紫外焦平面阵列的探测器结构,结合MOCVD外延材料生长的特点,采用模拟计算与实验相结合的方法,设计了背照式高量子效率AlGaN日盲探测器。详细介绍了背照式AlxGa1-xN-pin紫外探测器结构参数设计的依据和设计过程,并给出了设计结果,通过工艺实验,对设计结果进行了优化。应用设计结果进行了器件试制,经测试试制器件,其峰值响应波长为270 nm,光谱响应范围为250～282 nm,峰值量子效率达到了57%（0V）,实验表明取得了比较理想的设计结果。     

紫外无线通信调制方式研究

为了研究不同调制方式对数据传输速率和数据误码率等性能的影响,在紫外无线通信系统平台上,对比研究了二进制启闭键控(OOK)和脉冲位置调制(PPM)两种调制方式。该无线通信系统以深紫外LED作为光源传播信号,用光电倍增管探测微弱光信号,并用现场可编程门阵列(FPGA)对两种调制方式进行实验测试,实验结果表明:与OOK调制方式相比,在相同信噪环境中,PPM误码率更低,具有更好的鲁棒性以及更低的功耗。因此对于以紫外LED为光源的无线通信系统,PPM调制方式比OOK更加适合。     

283 nm背照射p-i-n型AlGaN日盲紫外探测器

实验中使用在蓝宝石衬底上用低压金属有机化学气相沉积（MOCVD）生长的AlGaN基p-i-n结构材料,通过对工艺流程的优化设计,制作了背照射p-i-n型AlGaN日盲紫外探测器,获得了较高的外量子效率。材料中p区和i区的Al组分为40%,n区Al组分为65%。探测器为直径500 m的圆形,光谱响应起止波长为260~310 nm,峰值响应波长283 nm。零偏压下,暗电流密度为2.710-10 Acm-2,对应的R0A参数为3.8108 cm2,峰值响应率为13 mA/W,对应的峰值探测率为1.971012 cmHz1/2W-1。其在-7 V偏压下,峰值响应率达到148 mA/W,对应的外量子效率达到63%。     

紫外通讯用真空型光电探测组件的日盲性能分析

分别用光谱测试系统和分光光度计对组成真空型光电探测组件的探测器光电阴极光谱响应和紫外滤光片的透射谱进行测试,并通过对两项测试数据的综合分析来评价组件的日盲性能。设计制作了一套可直观评价日盲性能的系统,指出实现真正日盲紫外探测的理想途径。     

AlGaN日盲紫外雪崩光电探测器暗电流研究

为了提高AlGaN日盲紫外雪崩探测器的信噪比,降低暗电流,研制高性能日盲紫外探测器,针对AlGaN日盲紫外雪崩探测器暗电流机制进行了深入研究。首先对传统p-i-n-i-n结构雪崩探测器进行了初步研究,分别设计了GaN和AlGaN的两种雪崩探测器模型,分析了其不同暗电流特性,得到的模拟暗电流特性曲线与实验吻合。在此基础上,针对日盲紫外波段高Al组分AlGaN雪崩探测器,重点分析研究了不同异质界面的负极化电荷、p型有效掺杂以及温度等因素对暗电流的影响。在AlGaN日盲紫外雪崩探测器研究中得到的近零偏工作暗电流为2.510-13 A,在反向138 V左右发生雪崩击穿,雪崩开启电流为18.3 nA左右,击穿电压温度系数约为0.05 V/K,与实验及文献测试结果吻合。     

基于日盲紫外光LED的无线光通信性能研究

研究基于CkDK调制方式的日盲紫外光LED的通信性能,给出了紫外光通信的系统总体结构设计方案,分析了采用直流驱动日盲紫外光LED的性能,设计了数据发送端和接收端电路,在不同条件下对系统进行了实验测试,并对不同通信速率情况下系统通信距离和误码率（BER）进行了分析。结果表明,日盲紫外光LED通信背景干扰越小,系统BER越...     

水下无线光通信系统研究进展

水下无线光通信作为一种新兴的高速水下无线通信技术,在海洋生态环境监测、资源勘测以及军事作战等方面的作用不可小觑,并已成为全世界竞相争夺的关键性技术。对目前常用的3种水下无线通信方式进行比较,介绍了水下无线光通信的信道特性,并阐述水下无线光通信系统中光源、调制、信道编码以及探测等关键技术的研究进展。总结了水下无线光通信技术的发展趋势,为未来水下无线光通信系统的深入研究和实用化提供了参考。     

多LED紫外光通信系统设计与性能分析

为了实现多LED紫外光通信系统,首先介绍了紫外光通信系统的理论知识,设计的发送端能采用直流驱动紫外光LED为光源,接收端采用滤光片和光电倍增管实现光电检测,详细介绍了紫外光通信系统相关电路的原理和设计方案,在不同条件下对系统进行了实验测试,并对通信距离和误码率进行了分析,随着LED个数及LED供电电流的增加,紫外光通信的传输距离增加,并且误码率减低,使得紫外光通信系统的性能得到了提高。结果表明:系统可以满足近距离无线紫外光通信在角度对准、空分复用及方便组网等方面的需求。     

无线光通信中的脉冲宽度间隔调制方案

提出一种新的脉冲调制方案——脉冲宽度间隔调制(PWIM),给出了PWIM的符号结构,分析了其在平均发射功率、带宽需求和传输容量等方面的性能,并在加性高斯白噪声信道模型的基础上推导了PWIM的误包率。理论分析与仿真验证表明,PWIM不但在功率利用率和差错性能方面优于OOK和PWM,而且带宽效率和传输容量比PPM和DPIM的更高。     

高码率无线光通信交织卷积编码新方案研究

为了克服大气湍流引起的光信号的深衰落,提高交织器的交织深度是一种有效的方法。提出了一种新的前向纠错方案用来降低交织深度较大的交织器设计的复杂性,该方案在发射端采用交错卷积编码结构,将编码输出序列经字节组合后,再通过字节交织方式离散大气湍流所引起的衰落信号;在接收端设计成字寻址的解交织,给出了一种对数度量量化的软判决Viterbi并行译码方式。针对该方案进一步优化了字节组合方式,提出了与之相匹配的新型的互质型分段字节卷积交织结构。将该方案用于通信速率为300Mbit/s的无线光通信系统,仿真结果表明,该方案能够降低交织器和单译码器的处理速度要求,而且在误码率为10？6时,相对于最佳阈值判决有约6.9dB的编码增益,与完美交织下的编码性能仅相差0.3dB,这在高码率无线光通信系统中抑制大气湍流的影响有潜在的应用价值。     

水下无线LED光通信中圆形阵列光源性能研究

为了研究水下无线LED光通信中圆形阵列光源性能,以6个LED组成的圆形阵列光源为对象,基于单个LED空气中照度分布模型推导出其相对照度分布数学模型;以水下照度计为工具,用点阵测量法研究其在水下的实际空间照度分布,并分析了实验数据。结果表明,该光源出射端口处光照度值随着加载信号的频率增加而增加,光源的水下辐射照度整体分布不对称;当光信号传播到一定距离后,在光接收平面上,照度值各向趋于均匀分布。     

基于改进型FSK调制的紫外激光通信系统

提出一种基于紫外激光器的“日盲”紫外激光通信系统,以深紫外激光器作为通信基站,用光电倍增管作为紫外光接收器,采用改进型的FSK调制方法和过零检测解调技术完成调制与解调.搭建了紫外激光通信系统实验平台,讨论了影响误码率的因素,最终实现了一个通信距离为0.1km、传输速率为0.6kb/s、误码率低于10-5的紫外激光通信系统.     

PMT阵列在水下MIMO无线光通信中的应用

水下无线光通信具有的高带宽、低时延等特点,已成为水下通信的可行选择。系统发送端光源由6只绿光发光二极管(LED)构成阵列,接收端由3只光电倍增管(PMT)构成阵列,形成了6×3的多输入多输出(MIMO)传输方式。在室内10 m水槽水下信道下,实现了1 Mbps的信息传输速率。通过MATLAB软件对接收平面光功率分布仿真,最大值为?35.8 dBm。此外,测试了PMT阳极输出电压波形,并推导出阴极电流波形。理论计算得出信噪比为19.4 dB,理论误码率约为1.1×10?5。所选PMT模块理论上最小接收功率可低至1.5×10?9 W,体现出极高的探测灵敏度。最后,通过蒙特卡洛(Monte Carlo)数字仿真说明,在信噪比25 dB可达到约35 bit·s-1·Hz-1的信道容量。     

Green indoor optical wireless communication systems: Pathway towards pervasive deployment

The Optical Wireless Communication (OWC) offers the high capacity of optical fiber communication with the flexibility of wireless communication. Since it works in the optical region of the ElectroMagnetic (EM) spectrum, it guarantees safety and security which are critical in radio and microwave frequency communication. The principal objective of this paper is to analyze the indoor OWC systems on these guaranteed features, and safety and security are jointly denoted by the term green. The high obstacle impermeability of optical signals and their directivity strengthen the security of indoor OWC data transmission. The confidentiality and authenticity of optical wireless data can also be preserved with the Quantum Key Distribution (QKD). This paper provides a technological overview and a review of literature about the OWC system that helps to identify the challenges in the path of a ubiquitous deployment of green wireless communication systems. Significant advancements in the sources and detectors are discussed together with the coding, modulation and multiplexing techniques for making highly robust OWC links. The ubiquitous deployment of green OWC necessitates the development of optical transmitters and receivers, performance enhancement techniques, incorporation of uplink and energy harvesting abilities, and safety and security enhancement techniques. Hence, a special emphasis is placed on these aspects and their challenges towards the green implementation. Furthermore, the paper explores some significant indoor applications based on the OWC that have great impacts on the Next Generation Networks (NGN) and the Internet of Things (IoT).