紫外通信中探测器的研究

紫外光由于具有日盲特点而使其在通信方面有着特殊的的必要性及优越性,紫外光的探测是紫外光通信和其他常用通信方式的主要区别点。介绍了几类现有的应用于日盲紫外光通信系统的日盲紫外探测器,并对其光谱响应,量子效率等特点进行了分析,得出了各类紫外探测器的适用条件,为器件的选取提供一定的参考并进一步探讨了紫外探测器的发展趋势。     

大气日盲紫外无线光组网技术研究

基于视距和非视距大气日盲紫外光通信的特点,阐述日盲紫外光散射信道的通信系统模型和链路模型,研究利用大气日盲紫外无线光通信进行组网的紫外安全、路径损耗、信道带宽、覆盖范围等规则,提出一种适合紫外无线光网络中信息传输的发送装置结构.     

日盲紫外LED实时视频传输系统设计

针对当前紫外光通信中气体灯与激光光源调制速率慢、体积较大,光电倍增管工作电压过高等问题,提出了一种基于现场可编程门阵列技术的日盲紫外LED实时视频传输系统,其发射光源采用波长为265 nm的单紫外LED,探测器采用紫外PIN;通过电路和逻辑模块设计搭建了视频传输系统,研究了系统的光功率密度与通信距离之间的关系;基于二进制开关键控调制方式,实现日盲紫外LED实时视频传输系统最大传输速率为2.88 Mbit/s,当通信距离为4 m时,传输速率达到1.92 Mbit/s。     

AlGaN基深紫外微型发光二极管的研究进展(特邀)

随着AlGaN基深紫外发光二极管(DUV LED)的发展，其不仅在杀菌消毒领域得到广泛应用，在日盲紫外光通信领域的应用也受到越来越多的关注。这主要是由于相比其他的紫外光源(如汞灯、激光)，其具有功耗低、设计灵活且调制带宽高的优势。而DUV LED的带宽严重依赖于器件尺寸，器件尺寸越小，其带宽越高。但是，随着深紫外微型发光二极管(μLED)的尺寸减少，尽管其带宽得到提高，但是其光功率却急剧下降，这严重限制了深紫外μLED在光通信中的应用。文中主要总结了深紫外μLED作为日盲紫外光通信光源的研究现状和综合分析尺寸效应引起器件性能的变化及其机理；并分析出低的光提取效率和严重的自热效应是影响深紫外μLED光功率的两个主要因素。进而综述了各种提高深紫外μLED光提取效率和改善热学特性的方法。文中将为从事深紫外μLED研究的工作者提供一定的研究方向指导。     

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.     

日盲紫外光通信创新实验的探索及教学研究

以日盲紫外光通信系统多采用激光器或汞灯作为光源、紫外光电二极管作为探测器,整体系统体积大、操作复杂,难以满足电子通信工程的实验教学需求,因此急需建立一种新型光通信创新实验教学平台。文中设计并构建了一套新型紧凑化日盲紫外光通信系统,其采用紫外LED作为光源、可见光PIN管为探测器,以下转换荧光玻璃为光谱转换器,实现了远距离、高灵敏度的日盲紫外光信号传输与探测。该系统不仅增大了输出信号的幅值,还将最大日盲紫外探测光电流提高到了23.3 μA。通过实践教学,发现该创新实验平台对提高学生综合能力和对日盲紫外光通信实验仪器设备的理解与高效率使用,发挥了重要的促进作用。     

背照式AlGaN/GaN基PIN日盲型紫外探测器的研制

利用MOCVD方法在蓝宝石（0001）衬底上生长PIN型AlGaN/GaN外延材料,研制出背照式AlGaN基PIN日盲型紫外探测器,用紫外光谱测试系统和半导体参数测试仪分别测得了器件的光谱响应和I-V特性曲线。测试结果表明,器件的响应范围为260~280 nm,峰值响应出现在270 nm处,在2.5 V偏压下的最大响应...     

β-Ga_2O_3薄膜的分子束外延生长及其紫外光敏特性研究

采用分子束外延(MBE)方法在Al2O3(0001)基片上生长了β-Ga2O3薄膜,利用XRD、SEM和AFM对薄膜的结构和形貌特性进行了表征。制作了基于β-Ga2O3薄膜的金属-半导体-金属(MSM)结构紫外探测器并对其进行了电学特性测试,结果表明:在20 V偏压下,器件的暗电流为8 nA;在波长为254 nm、光照强度为13×10–6W/cm2的紫外光照射下,器件的光电流为624 nA;器件的光电流与暗电流比值为78,光响应度达360 A/W,表现出明显的日盲紫外光响应特性。     

In2Ge2O7薄膜制备及其紫外光敏特性研究

以In2O3和GeO2为原料,采用碳还原法制备了In2Ge2O7多晶薄膜,利用XRD和SEM对薄膜的结构和形貌进行了表征。对基于In2Ge2O7薄膜的金属-半导体-金属(MSM)紫外探测器进行了紫外光电导特性测量,结果显示:在波长为250nm的紫外光照射下,在5V偏压下,器件的光电流为727μA(暗电流为12μA),光响应度达到262.9A.W-1,光响应上升时间约为67s,下降时间约为15s。分析认为较长的响应时间是由于内部的缺陷与位错造成的。初步研究结果表明:In2Ge2O7薄膜可以作为一种良好的日盲紫外探测材料。     

非视距紫外光通信系统中霾衰减特性研究

为了研究霾环境下应用紫外光通信的系统特性,研究了霾粒子的物理特性及谱分布特性,利用散射理论分析了霾粒子在日盲紫外光波段的散射特性;并利用经典Luettgen单散射信道模型,研究了霾环境下非视距日盲紫外光传输的路径损耗特性。通过分析路径损耗与通信距离、能见度以及系统角度之间的关系仿真结果,得到了非视距紫外光传输系统中霾衰减的理论特性:在较短通信距离时,系统的路径损耗受天气状况（能见度）影响较大;能见度较好时,通信距离对路径损耗的影响将会突出,实际中应尽量选取能见度大于2 km的天气条件。文中的工作对设计霾天环境下紫外光通信系统及优化系统性能提供了一定的理论参考,同时对系统工程化实现也具有一定的指导意义。     

无线紫外光Mesh网络技术研究

具有低背景噪声和散射传播特点的无线日盲紫外光通信技术成为人们关注的热点,利用无线Mesh网络技术能充分发挥日盲紫外光通信的优势。本文介绍了日盲紫外光通信的特点,分析了无线Hesh网络采用定向天线的优势和带来的问题,研究了无线紫外光Mesh网络的关键技术,包括定向转发结构模型、单向链路的产生、定向路由技术和可靠性路由技术等。     

“日盲”紫外光通信系统编译码性能研究

针对“日盲”紫外光通信信道的特殊性,采用当前优异的信道编码技术Turbo码进行编码,仿真分析了Turbo码实现紫外光信息传输的可行性,并分析了Turbo码Max-Log—MAP译码算法对译码性能的影响,为Turbo码在紫外光通信系统中的应用提供了理论基础。     

Machine Vision Based on an Ultra-Wide Bandgap 2D Semiconductor AsSbO3

Facing the future development trend of miniaturization and intelligence of electronic devices, solar-blind photodetectors based on ultrawide-bandgap 2D semiconductors have the advantages of low dark current, and high signal-to-noise ratio, as well as the features of micro-nanometer miniaturization and multi-functionalization of 2D material devices, which have potential applications in the photoelectric sensor part of high-performance machine vision systems. This study reports a 2D oxide semiconductor, AsSbO₃, with an ultrawide bandgap (4.997 eV for monolayer and 4.4 eV for multilayer) to be used to fabricate highly selective solar-blind UV photodetectors, of which the dark current as low as 100 fA and rejection ratio of UV-C and UV-A reaches 7.6 × 10³. Under 239 nm incident light, the responsivity is 105 mA W⁻¹ and the detectivity is 7.58 × 10¹² Jones. Owing to the remarkable anisotropic crystal structure, AsSbO₃ also shows significant linear dichroism and nonlinear optical properties. Finally, a simple machine vision system is simulated by combining the real-time imaging function in solar-blind UV with a convolutional neural network. This study enriches the material system of ultrawide-bandgap 2D semiconductors and provides insight into the future development of high-performance solar-blind UV optoelectronic devices.     

基于用户需求的日盲紫外探测器评价指标体系

通过对日盲型紫外探测器光电性能及其技术平台的分析,提出了一种包括三个层次的日盲型紫外探测器的评价指标体系.采用层次分析法对各项评价指标进行了研究,确定了三个层次的主要评价指标及权重系数,结果表明采用该评价指标体系可以系统、准确地评价日盲紫外类探测器的光电性能、产品技术平台的能力.     

基于日盲紫外像增强器的大孔径透射式紫外光学系统设计

以微光夜视技术重点实验室研制的AlGaN光阴极日盲紫外像增强器为基础,设计了一款匹配于日盲紫外像增强器的紫外光学系统,以提升探测器的探测性能。光学系统的工作波段在240~280 nm,视场角40°,相对孔径为1/2.5。系统由5块标准球面镜组成,光学系统总长50.74 mm;光学传递函数在空间频率为40 lp/mm时,轴上不小于0.8,轴外不小于0.6;成像质量良好,结构紧凑,满足设计要求。     

折衍混合紫外告警光学系统设计

为了满足紫外告警系统在军事方面的应用,采用二元衍射元件和非球面元件,设计了一种日盲紫外告警的光学系统,其工作波长范围为240nm～280nm,视场角为40°,采用“负-正“型式的反摄远镜头结构,仅由5块透镜构成,此镜头结构简单、体积较小、能量集中度高。结果表明,此设计方案能很好地解决紫外镜头轴外像差校正的问题,使点列图能量集中,小于紫外CCD的像素,满足紫外告警设计要求。     

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。     

用于导弹逼近告警的“日盲”紫外光学系统设计

紫外告警技术在军事应用中扮演着重要的角色。基于日盲紫外光学系统的最佳工作波段240~280 nm,设计了一款用于导弹逼近告警的光学系统。为提高系统接收的紫外辐射能、扩展系统探测范围以及简化系统结构,系统中采用了非球面和二元衍射光学元件。系统中含有5 片透镜,其焦距为50 mm,视场角为43。探测器采用ANDOR 公司的iKon-L 936 型CCD,其像元大小为13.5 m13.5 m,有效成像面积为27.6 mm27.6 mm。系统优化后,最大RMS 半径仅为11 m 左右,远小于像元尺寸。超过86%来自物方各视场的紫外辐射会聚在半径为6.75m 的圆内。像质表明,所设计的系统能够满足日盲紫外光学系统的工作条件。若减小焦距,则系统的视场角可进一步增大。     

基于NS2的非视距紫外通信模型的建立与仿真研究

紫外光通信由于可以实现非视距通信方式,全天候全方位工作、抗干扰能力强等特点而逐步变为当前无线光网络的一个研究热点。分析了紫外光非视距通信方式的节点覆盖范围、链路模型以及传输容量;构建了紫外光非视距通信模型,包括传输模型和多收发器节点模型,添加了支持紫外非视距通信的定向静态路由协议;利用建立的模型对紫外光非视距通信的各种...     

大视场大相对孔径日盲紫外告警光学系统设计

日盲紫外探测系统因其灵敏度极高、虚警率低、体积小、质量轻、结构简单、无需制冷等优点，在紫外制导、紫外通信等多个领域，尤其是导弹告警领域获得越来越多的应用。根据应用需求，设计了一种大视场大相对孔径日盲紫外告警光学系统。首先根据探测距离等任务要求，分析了告警系统光学口径等光学系统性能指标设计要求，结合实际情况进行光学系统选型与难点分析，综合采用三种方法解决了照度均匀性难题，并给出大视场大相对孔径日盲紫外光学系统设计结果，系统在工作谱段0.255~0.275 μm范围内具有优良的像质，且仅采用熔石英一种材料，所有镜面均为球面，公差较松，有利于加工和装调。