【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光无线通信，具体涉及一种用于光编码通信的激光天线及其应用。
技术介绍
1、在通信领域中，射频天线是一种收到调制信号后可以重新发出调制信号的通信器件，在光学中，将收到光信号之后重新发射光信号的光学器件定义为光学天线。
2、可见光通信，也被称为自由空间光通信fso，是一种以自由空间为传输信道的通信方式，其中使用激光进行通信的技术为无线激光通信技术，其具有高码率、高带宽和灵活性等优点。该技术早期主要应用于航空航天和军事国防领域，但随着技术的发展，现在已经逐渐应用于地面通信。大气激光通信是利用大气作为传输媒质的激光通信。无线激光通信根据自由空间信道的不同可以划分为大气激光通信、水下激光通信等等。此外，为了适应空间多节点激光通信系统的研制与调试要求，研究人员常常通过透镜组和分光组件的庞大系统实现激光通信的自准直和高指向性。
3、在深空探测中，为了进一步降低通信载荷对飞行平台的搭载资源需求，研究者将微波通信载荷和激光通信载荷整合为一体化通信载荷，并通过这两种通信频段的灵活切换实现互备份，以提高深空通信链路可靠性、改善深空通信系统兼容性、提升深空通信品质和节约深空飞行平台资源。
4、随着集成电路、量子通信等领域的高速发展，微纳激光材料以其体积小、能耗低、光学性能优良等优势吸引人们注意，有着广阔的应用前景，预计在未来有着重要应用。
5、在微纳激光材料中，回音壁模式微腔作为谐振腔，微纳激光材料作为增益介质，在泵浦源的激发下，满足激光产生的要求，可以产生激光。回音壁现象是指，由于电磁波在
6、其中钙钛矿含腔微结构材料通过回音壁模式微腔可以在脉冲光激发下产生低阈值、高腔品质因子、窄脉宽和可见光光谱范围内广泛可调谐的激光。但是现有技术很难实现对于这种微纳激光材料微结构的有效应用，在实验室中可以用高精尖手段对微米尺寸微纳激光材料进行观察、表征和测试，但在实际工程中仍未实现应用。
7、通过简单的化学气相沉积技术可以制备含腔微结构，完美光滑的表面和规则的几何结构保证含腔微结构可以形成理想的回音壁结构光学微腔，在单微结构中可以实现低阈值、窄带宽的单模激光，通过调制卤化物成分和微结构的尺寸、形貌可以在整个可见光范围内连续调谐单模激光发射。但是基于此方向研究的含腔微结构生长制备于衬底上，含腔微结构裸露于环境中，在微小力的作用下即会被破坏结构甚至从衬底上脱落，难以投入实际应用和工程。
8、现有针对含腔微结构激光增益材料和微纳激光器的研究，仍有以下亟待解决的问题：含腔微结构激光增益材料稳定性弱，应用性弱，暂无可实用化的微纳激光器和微小性激光光源。
9、现有含腔微结构材料稳定性弱，例如通过溶液法制备的微纳激光结构，如含铯卤化铅钙钛矿超晶格结构等稳定性弱，在室温下保持数日后结构即被破坏，例如通过化学气相沉积技术生长的含腔微结构在衬底上较为稳定，但极易被刮蹭破坏。
10、现有微纳激光领域发展迅速，大多着眼于未来集成光路、量子通信以及微纳激光器件等未来应用，应用性弱。微纳结构与材料主要围绕实验室研究，但几乎没有在现有技术下实现应用。
11、随着激光技术发展，人们对于稳定的微纳单模激光器有了深入研究，微纳材料含腔微结构可以在微米级或亚微米级尺寸下实现单模激光输出，但由于材料微小，很难实现集成化。
12、随着集成光路的发展，微纳级别的激光光源将有愈发广阔的应用空间，传统技术制备的含腔微结构很难转移到集成化的光路/电路板上，稳定性差，实用性弱。
技术实现思路
1、本专利技术的第一个目的在于，针对现有技术中的问题，提供一种用于光编码通信的激光天线。
2、为此，本专利技术的上述目的通过以下技术方案实现：
3、一种用于光编码通信的激光天线，其特征在于：所述激光天线包括含腔微结构激光增益材料和包裹含腔微结构激光增益材料的光固化基质，所述含腔微结构激光增益材料为微米级或亚微米级的含有回音壁模式谐振腔的激光增益材料，其均匀分散在所述光固化基质中，在脉冲激光泵浦下产生受激辐射现象，发出单模激光，所述光固化基质为有机聚合物，用于保持含腔微结构激光增益材料。
4、在采用上述技术方案的同时，本专利技术还可以采用或者组合采用如下技术方案：
5、作为本专利技术的优选技术方案：所述含腔微结构激光增益材料选用卤化铅钙钛矿微结构、ii-vi族化合物微结构，ⅲ-ⅴ族化合物微结构、硅微结构、有机材料微结构、氧化锌微结构或金刚石介孔微结构。
6、作为本专利技术的优选技术方案：所述含腔微结构激光增益材料选用含铯卤化铅钙钛矿微米级或亚微米级微结构。
7、作为本专利技术的优选技术方案：所述含腔微结构激光增益材料呈直径在0.4-1微米之间的亚微米级或直径在1-10微米之间的微米级球状或椭球状或，所述含腔微结构激光增益材料呈尺寸在0.4-1微米之间的亚微米级或尺寸在1-10微米之间的微米级棒状或立方状。
8、作为本专利技术的优选技术方案：所述含腔微结构激光增益材料在光固化基质中不产生团聚，每1000µm³中包含1~1000个含腔微结构激光增益材料。
9、作为本专利技术的优选技术方案：所述光固化基质由聚对苯二甲酸丁二酯固化方法、聚甲基丙烯酸月桂酯固化方法、聚氟乙烯固化方法、聚甲基丙烯酸甲酯固化方法或聚氨酯丙烯酸酯固化方法得到。
10、作为本专利技术的优选技术方案：所述光固化基质由聚甲基丙烯酸月桂酯固化方法得到，光引发剂、光固化树脂和交联剂构成有机聚合体，所述光引发剂选用(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦，所述光固化树脂选用聚甲基丙烯酸月桂酯，所述交联剂选用乙二醇二级丙烯酸酯，其重量比为0.03~0.07：20：5，所述光引发剂、光固化树脂和交联剂混合搅拌后，得到溶液态的光固化基质，在紫外光照射下形成性质稳定的固体。
11、作为本专利技术的优选技术方案：所述溶液态的光固化基质在300nm-600nm波段的光激发后可固化为固体结构。
12、本专利技术的第二个目的在于，针对现有技术中的问题，提供一种用于光编码通信的激光天线的应用。
13、为此，本专利技术的上述目的通过以下技术方案实现：
14、一种用于光编码通信的激光天线的应用，其特征在于：通过调节脉冲光幅值在所述激光天线中含腔微结构激光增益材料阈值上下进行“1”和“0”的光编码设计，通过含腔微结构激光增益材料受激辐射激光阈值作为编码依据，实现稳定的光编码通信，应用于多输入多输出串行通信编码。
15、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
16、本专利技术的一种用于光编码通信本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于光编码通信的激光天线，其特征在于：所述激光天线包括含腔微结构的激光增益材料和包裹含腔微结构激光增益材料的光固化基质，所述含腔微结构的激光增益材料为微米级或亚微米级的激光增益材料，其均匀分散在所述光固化基质中，所述光固化基质为有机聚合物，用于保持含腔微结构激光增益材料。
2.如权利要求1所述的用于光编码通信的激光天线，其特征在于：所述含腔微结构激光增益材料选用卤化铅钙钛矿微结构、II-VI族化合物微结构，Ⅲ-Ⅴ族化合物微结构、硅微结构、有机材料微结构、氧化锌微结构或金刚石介孔微结构。
3.如权利要求1所述的用于光编码通信的激光天线，其特征在于：所述含腔微结构激光增益材料选用含铯卤化铅钙钛矿微米级或亚微米级微结构。
4.如权利要求1所述的用于光编码通信的激光天线，其特征在于：所述含腔微结构激光增益材料呈直径在0.4-1微米之间的亚微米级或直径在1-10微米之间的微米级球状或椭球状；
5.如权利要求1所述的用于光编码通信的激光天线，其特征在于：所述含腔微结构激光增益材料在光固化基质中不产生团聚，每1000µm³中包含1~100
6.如权利要求1所述的用于光编码通信的激光天线，其特征在于：所述光固化基质由聚对苯二甲酸丁二酯固化方法、聚甲基丙烯酸月桂酯固化方法、聚氟乙烯固化方法、聚甲基丙烯酸甲酯固化方法或聚氨酯丙烯酸酯固化方法得到。
7.如权利要求6所述的用于光编码通信的激光天线，其特征在于：所述光固化基质由聚甲基丙烯酸月桂酯固化方法得到，光引发剂、光固化树脂和交联剂构成有机聚合体，所述光引发剂选用(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦，所述光固化树脂选用聚甲基丙烯酸月桂酯，所述交联剂选用乙二醇二丙烯酸酯，其重量比为0.03~0.07：20：5，所述光引发剂、光固化树脂和交联剂混合搅拌后，得到溶液态的光固化基质，在紫外光照射下形成性质稳定的固体。
8.如权利要求7所述的用于光编码通信的激光天线，其特征在于：所述溶液态的光固化基质选用300nm-600nm波段的光激发后固化为固体结构。
9.采用权利要求1-8任一权利要求所述的用于光编码通信的激光天线的应用，其特征在于：通过调节脉冲光幅值在所述激光天线中含腔微结构激光增益材料阈值上下进行“1”和“0”的光编码设计，通过含腔微结构激光增益材料受激辐射激光阈值作为编码依据，实现稳定的光编码通信，应用于多输入多输出串行通信编码。
...【技术特征摘要】
1.一种用于光编码通信的激光天线，其特征在于：所述激光天线包括含腔微结构的激光增益材料和包裹含腔微结构激光增益材料的光固化基质，所述含腔微结构的激光增益材料为微米级或亚微米级的激光增益材料，其均匀分散在所述光固化基质中，所述光固化基质为有机聚合物，用于保持含腔微结构激光增益材料。
2.如权利要求1所述的用于光编码通信的激光天线，其特征在于：所述含腔微结构激光增益材料选用卤化铅钙钛矿微结构、ii-vi族化合物微结构，ⅲ-ⅴ族化合物微结构、硅微结构、有机材料微结构、氧化锌微结构或金刚石介孔微结构。
3.如权利要求1所述的用于光编码通信的激光天线，其特征在于：所述含腔微结构激光增益材料选用含铯卤化铅钙钛矿微米级或亚微米级微结构。
4.如权利要求1所述的用于光编码通信的激光天线，其特征在于：所述含腔微结构激光增益材料呈直径在0.4-1微米之间的亚微米级或直径在1-10微米之间的微米级球状或椭球状；
5.如权利要求1所述的用于光编码通信的激光天线，其特征在于：所述含腔微结构激光增益材料在光固化基质中不产生团聚，每1000µm³中包含1~1000个含腔微结构激光增益材料。
6.如权利要求1所述的用于光编码...
【专利技术属性】
技术研发人员：李京周，钱锟，董红星，杨鸿宇，
申请(专利权)人：国科大杭州高等研究院，
类型：发明
国别省市：
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