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常见问题

紫外LED在光通信领域的应用分析

更新时间  2021-03-19 00:11 阅读
本文摘要:目前,紫外线源广泛应用于医疗杀菌、荧光光谱分析、生物分析/检查、水处理等,其中紫外线源的杀菌特性从17世纪初开始被发现,紫外线荧光管技术应用于19世纪50年代,这些技术中使用的紫外线源均为气体放电灯(如高压汞等)。紫外线LED通信的优点是,在通信方面,紫外线通信速度比红外通信接近,但紫外线是可见光,通信具有低分辨率、低监听亲和率、保密性低的优点。1低分辨率:紫外线不是可见光,肉眼很难找到不存在紫外线源的东西。

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目前,紫外线源广泛应用于医疗杀菌、荧光光谱分析、生物分析/检查、水处理等,其中紫外线源的杀菌特性从17世纪初开始被发现,紫外线荧光管技术应用于19世纪50年代,这些技术中使用的紫外线源均为气体放电灯(如高压汞等)。紫外线LED通信的优点是,在通信方面,紫外线通信速度比红外通信接近,但紫外线是可见光,通信具有低分辨率、低监听亲和率、保密性低的优点。1低分辨率:紫外线不是可见光,肉眼很难找到不存在紫外线源的东西。

紫外线通过大气的衍射向四面八方传播信号,所以很难从衍射信号中识别紫外线源所在的位置。(威廉莎士比亚、紫外线、紫外线、紫外线、紫外线、紫外线、紫外线、紫外线)低的监听亲和率:由于大气分子、漂浮粒子的强吸收,紫外线信号的强度根据指数规律变化。这种强度波动是距离的函数,因此,由于通信距离的拒绝,系统的发射力需要调整,从而大大增加非通信领域的发射力,因此无法求助。作为一种新的军事通信系统,紫外线通信具有抗干扰能力、保密性、非线通信、全方位通信等优点,成为国内外军事技术人员研究的焦点。

但是现有的紫外线源(高压汞灯)体积大,寿命短,调制速度低,没有硬灯,允许紫外线通信的发展。为了解决问题紫外线通信光源的问题,美国国防事前研究计划局(Defenseadvancedresearchprojectsagency,DARPA)于2002年启动了星波长的晶体管紫外线发射器开发项目,成功开发了波长为274nm的单方形紫外线发光二极管(UVED)。与高压汞灯相比,紫外线LED体积小,寿命长,具有高压供电、数字调制等优点。

紫外线LED的突出特性,今后出现时应用于紫外线通信领域。麻省理工学院利用2005年DARPA生产的274纳米紫外线LED作为光源,开发了在100米范围内通信速度为200B/S的紫外线通信实验原型。其他科研机构,如Israel Benian University、British Airline System Corporation、California University等,也制作了基于紫外线LED的紫外线通信系统,但他们的研究工作的具体情况和技术细节都处于高度保密状态。

2010年,国内首个波长280nm的阿萨紫外发光二极管(UVLED)生产线在青岛制生电有限公司建立了商业化量产,2011年,青岛制生电有限公司生产的波长280nm深外LED模块输出功率高达32mW,提高了紫外线LED在紫外线通信领域的应用。2010年重庆大学建立的紫外线通信系统调制速度超过7Mb/s,2010年,中科院空间和应用研究中心利用紫外线LED阵列建立了紫外线图像传输实验系统。紫外线LED调制速率特性紫外线通信系统开发单位对外公布的技术规范是数据传输速率、传输距离和误码率等系统级参数。紫外线LED制造商只对工厂产品的DC参数进行测试,例如工作电压/电流、最大波长和半宽等。

紫外线通信系统的光源只有在调制状态下才能建立数据传输,研究紫外线LED的调制速度、调制光谱等调制特性不会提高紫外线LED在紫外线通信领域的应用。(1) UV LED调制速率测试原理UV LED调制速率测试原理见下图右侧,各实验装置解释如下。

1函数发生器:使用Agilent的33250A生成用作驱动UV LED的标准方波信号。紫外线LED:使用青岛制生电器有限公司生产的T039PCB单个280nm紫外线LED,输出功率为0.6mW。探测器(Si):用THORLABS生产的PDA10AEC高速探测器的波长范围限制为200~1100nm,响应时间为1ns。

信号放大器:本实验使用的探测器本身具有信号滤波器缩放功能,探测器应自由选择电流输入,如果没有缩放功能,则应自由选择适当的信号放大器。数字示波器:500MHz比特率,自由选择Tike DP 07054型号的存储示波器。


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