The invention belongs to the field of wireless communication technology, and discloses an underwater lighting and communication system based on visible light laser light source. The invention uses laser light emitting wavelength in the visible light band, laser light source composed of gallium nitride based semiconductor materials or GaAs preparation; laser light source driven by a DC power supply, and after cooling package, a laser beam scattering by optical elements, can be used for underwater lighting; by adding the modulation signal, and a DC power supply to drive laser, laser light source has a dual role of lighting and communication under water; in order to realize the communication purposes, the receiving end of the receiving antenna is used as optical components, photoelectric detector converts the received optical signal into electrical signal, and processing the received signal. The invention realizes the use of underwater lighting and communication with laser source, and has the advantages of high energy utilization efficiency, fast communication speed, high secrecy and short delay.
【技术实现步骤摘要】
一种基于可见光激光光源的水下照明和通信系统
本专利技术属于无线通信
,具体涉及基于可见光激光光源的水下照明和通信系统。
技术介绍
海洋资源是当前世界各国争夺的重要资源,潜艇、无人水下航行器和水下传感器等水下设备在探索和争夺海洋资源中起到关键作用,海洋照明和通信是探索和开发海洋资源的关键技术。一方面,传统水下照明光源和LED光源的能源消耗比较大,而激光光源在大电流注入下的效率比较高,激光照明和显示逐步进入日常应用,但尚未进入水下照明领域。另一方面,水下通信设备常用水声通信、超/甚低频无线电通信和可见光通信。水声通信具有通信距离远的优势,但也有带宽低、多径干扰严重、误码率高和保密性差的劣势;超/甚低频无线电通信存在频带窄、通信容量小、通信频率低和通信速率太低的问题;水下可见光通信是近年来水下通信的热点,具有水下通信速率快、实时传输、局域化和保密性高的优势。近年来,基于氮化镓基材料的蓝绿光激光器的效率得到大幅度提高,也具有很高的光电调制带宽,基于红光砷化镓基材料的激光器的效率也比较高,但基于激光器的水下照明和通信尚需要进一步的发展。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能源利用效率高、通信速率快、保密性高和时延短的水下照明和实时通信系统。本专利技术提供的水下照明和通信系统,是基于可见光激光光源的。具体来说,包括:直流驱动电源1、发射信号模块2、可见光激光器3、激光散热装置4、发射天线5、信号接收天线6、光电探测器7和接收信号处理模块8,参见图1所示,其中:所述的激光光源3,为峰值波长在400nm和700nm之间的可见光光源,例如为由氮化镓或者砷化镓材料制 ...
【技术保护点】
一种基于可见光激光光源的水下照明和通信系统,其特征在于,包括:直流驱动电源1、发射信号模块2、可见光激光器3、激光散热装置4、发射天线5、信号接收天线6、光电探测器7和接收信号处理模块8;其中:所述的激光光源3,为峰值波长在400nm和700nm之间的可见光光源;所述的直流驱动电源1,通过恒定的电压或者电流驱动激光光源3;所述的发射信号模块2,用于发射数字信号或者模拟信号,与直流驱动电源1共同驱动激光光源3;所述的散热封装装置4,种类包括金属底座、或者循环水、或者半导体制冷片,封装电路的阻抗与激光光源3的阻抗匹配,以提高可用带宽和通信速度;所述的发射天线5,种类包括曲面透镜、或者菲涅尔透镜、或者散射片、或者磨砂玻璃,用来调整激光光源的发射光角度,发射天线5和激光光源3的间距通过机械螺纹或者电机调节;所述的信号接收天线6、光电探测器7和接收信号处理模块8组成接收端,实现水下高速通信功能,实现水下局域化组网;其中,所述的信号接收天线6使用抛物线曲面透镜或者菲涅尔透镜,其收集的光聚焦到光电探测器7上;所述的接收端光电探测器7,采用PIN、或者APD、或者单光子计数器;所述的接收信号处理模块8 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于可见光激光光源的水下照明和通信系统,其特征在于,包括:直流驱动电源1、发射信号模块2、可见光激光器3、激光散热装置4、发射天线5、信号接收天线6、光电探测器7和接收信号处理模块8;其中:所述的激光光源3,为峰值波长在400nm和700nm之间的可见光光源;所述的直流驱动电源1,通过恒定的电压或者电流驱动激光光源3;所述的发射信号模块2,用于发射数字信号或者模拟信号,与直流驱动电源1共同驱动激光光源3;所述的散热封装装置4,种类包括金属底座、或者循环水、或者半导体制冷片,封装电路的阻抗与激光光源3的阻抗匹配,以提高可用带宽和通信速度;所述的发射天线5,种类包括曲面透镜、或者菲涅尔透镜、或者散射片、或者磨砂玻璃,用来调整激光光源的发射光角度,发射天线5和激光光源3的间距通过机械螺纹或者电机调节;所述的信号接收天线6、光电探测器7和接收信号处理模块8组成接收端,实现水下...
【专利技术属性】
技术研发人员:田朋飞,刘晓艳,易肃羽,刘冉,郑立荣,
申请(专利权)人:复旦大学,
类型:发明
国别省市:上海,31
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