一種紫外光通信接收端機背景光抑制比測試裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種紫外光通信接收端機背景光抑制比測試裝置及方法，其中所述裝置包括266nm/325nm激光器、光衰減器、聲光調(diào)制器、至少二個光闌、擴束/準(zhǔn)直鏡、函數(shù)發(fā)生器、探測器及鎖相放大器、待接收機相互連接相互通訊。采用探測器和鎖相放大器探測紫外調(diào)制光功率，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠。
【專利說明】一種紫外光通信接收端機背景光抑制比測試裝置及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于紫外光通信接收端機背景光抑制比測試【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及的是一種 紫外光通信接收端機背景光抑制比測試方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 紫外光通信作為一種新型的軍事通信系統(tǒng)，具有低竊聽率、高抗干擾性、全方位 性、易組網(wǎng)等優(yōu)點，成為國內(nèi)外各軍事強國爭先研究的焦點。紫外光的調(diào)制與接收是紫外光 通信和其他常用通信方式的主要區(qū)別點，國內(nèi)工程化的接收機多采用光電倍增管（PMT)作 為探測器，并在探測器前放置窄帶濾光片，以達(dá)到抑制背景光的目的。但是，現(xiàn)階段所采用 的這些紫外濾光技術(shù)無法完全抑制白天太陽光的影響，接收機對于日盲區(qū)以外的光譜仍具 有一定靈敏度。接收機對于日盲區(qū)內(nèi)外的光譜靈敏度差異直接反映了整機晝夜工作性能差 異，對這種差異的精確測量，對提高紫外濾光片的研制水平以及紫外接收機的全天候通信 性能非常重要。
[0003] 為了能夠定量的描述背景光對接收機工作性能的影響，本發(fā)明提出將接收機在日 盲區(qū)波段的響應(yīng)率與近日盲區(qū)波段的響應(yīng)率的比值定義為"背景光抑制比"，其中響應(yīng)率是 指接收機輸出電壓幅值與輸入調(diào)制光功率的比值。因此，需要產(chǎn)生雙波段、單一性較好的紫 外調(diào)制光信號，并能夠準(zhǔn)確測量紫外調(diào)制光信號的光功率。本發(fā)明采用266nm、325nm激光 器和與之匹配的聲光調(diào)制器產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)紫外調(diào)制光，模擬紫外光通信系統(tǒng)發(fā)射端機的工作狀 態(tài)及背景雜散光。
[0004] 現(xiàn)階段產(chǎn)生紫外調(diào)制光的方法主要有氣體放電燈內(nèi)調(diào)制法、紫外LED內(nèi)調(diào)制法及 紫外激光器調(diào)制法，這些方法均不能實現(xiàn)"背景光抑制比"的測試，主要表現(xiàn)在以下幾個方 面：
[0005] (1)氣體放電燈內(nèi)調(diào)制法：由于氣體放電燈是寬光譜或多譜線的，而"背景光抑制 t匕"校準(zhǔn)用的理想光源是單譜線、窄線寬的，即使采用窄帶濾光片得到氣體放電燈的單一譜 線，其能量太弱，采用現(xiàn)有的手段無法實現(xiàn)量值溯源。氣體放電燈隨著調(diào)制速率的增大，容 易產(chǎn)生"連火"現(xiàn)象，而且光譜輻射波動較大，不適合作為校準(zhǔn)用光源。
[0006] (2)紫外LED內(nèi)調(diào)制法：在2013年申請公布的名為"一種基于紫外LED的多波段 調(diào)制光源"的發(fā)明專利（對應(yīng)申請?zhí)枮?01310587320. 7)中，提出采用266nm、315nm波段的 紫外LED陣列產(chǎn)生紫外調(diào)制信號，用于模擬紫外光通信系統(tǒng)發(fā)射端機的工作狀態(tài)及背景雜 散光，但是沒有給出量值溯源的方案。如果采用紫外光功率計測試調(diào)制光的光功率，測得的 是調(diào)制光的平均功率，隨著調(diào)制頻率的變化測試結(jié)果準(zhǔn)確性差異很大，如較低的調(diào)制頻率 得到測試結(jié)果較差；而且測試過程容易受到外界雜散光的影響。
[0007] (3)激光器調(diào)制法：激光器調(diào)制法有內(nèi)調(diào)制和外調(diào)制兩種方式，內(nèi)調(diào)制法采用的 是紫外脈沖激光器，將信息加載到激光器的供電電流上，由于受到脈沖重復(fù)頻率的影響，調(diào) 制速率小于100kHz ;外調(diào)制法采用紫外連續(xù)激光器，在激光器后端放置聲光調(diào)制器，其中 聲光調(diào)制器對激光的入射角度和偏振態(tài)方向都有嚴(yán)格的指標(biāo)要求。目前未能查詢到紫外調(diào) 制光功率的測試方法，如果直接采用紫外光功率計進(jìn)行測試，同樣面臨測試結(jié)果誤差較大 的問題，無法保證量值的準(zhǔn)確可靠。
[0008] 因此，現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，需要改進(jìn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種紫外光通信接收端 機背景光抑制比測試方法。
[0010] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0011] 一種紫外光通信接收端機背景光抑制比測試裝置，其中，包括266nm/325nm激光 器、光衰減器、聲光調(diào)制器、至少二個光闌、擴束/準(zhǔn)直鏡、函數(shù)發(fā)生器、探測器及鎖相放大 器、待接收機相互連接相互通訊；所述266nm/325nm激光器分別輸出激光分別經(jīng)所述光衰 減器衰減后，分別以預(yù)定角度入射到所述聲光調(diào)制器的聲光晶體上產(chǎn)生衍射光，分別利用 光闌之一將其中的+1或-1級衍射光提取出來；然后分別通過擴束/準(zhǔn)直鏡對提取的衍射 光束進(jìn)行擴束準(zhǔn)直；光闌之二分別將擴束/準(zhǔn)直后的激光光斑進(jìn)行修整，分別利用經(jīng)過定 標(biāo)的所述探測器和所述鎖相放大器，得到標(biāo)準(zhǔn)調(diào)制光的光功率P，移走探測器和鎖相放大 器，將待測接收機放入光路，讀取待測接收機的輸出電壓峰值U P_P，則響應(yīng)率等于待測接收 機的輸出電壓峰值叫^與標(biāo)準(zhǔn)調(diào)制光的光功率P的比值，并計算背景光抑制比ξ，計算公式 為：

【權(quán)利要求】
1. 一種紫外光通信接收端機背景光抑制比測試裝置，其特征在于，包括266nm/325nm 激光器、光衰減器、聲光調(diào)制器、至少二個光闌、擴束/準(zhǔn)直鏡、函數(shù)發(fā)生器、探測器及鎖相 放大器、待接收機相互連接相互通訊；所述266nm/325nm激光器分別輸出激光分別經(jīng)所述 光衰減器衰減后，分別以預(yù)定角度入射到所述聲光調(diào)制器的聲光晶體上產(chǎn)生衍射光，分別 利用光闌之一將其中的+1或-1級衍射光提取出來；然后分別通過擴束/準(zhǔn)直鏡對提取的 衍射光束進(jìn)行擴束準(zhǔn)直；光闌之二將擴束/準(zhǔn)直后的激光光斑進(jìn)行修整，分別利用經(jīng)過定 標(biāo)的所述探測器和所述鎖相放大器，得到標(biāo)準(zhǔn)調(diào)制光的光功率P，移走探測器和鎖相放大 器，將待測接收機放入光路，讀取待測接收機的輸出電壓峰值U P_P，則響應(yīng)率等于待測接收 機的輸出電壓峰侑化"與標(biāo)準(zhǔn)調(diào)制光的光功率P的比值，并計算背景光抑制比ξ，計算公式 為
2. 如權(quán)利要求1所述的紫外光通信接收端機背景光抑制比測試裝置，其特征在于，所 述聲光調(diào)制器是以電信號形式作用于所述聲光調(diào)制器中的電聲換能器上，所述電聲換能器 將相應(yīng)的電信號轉(zhuǎn)化為變化的超聲場，當(dāng)光波通過聲光介質(zhì)時，由于聲光作用，使光載波受 到調(diào)制而成為攜帶信息的強度調(diào)制波。
3. 如權(quán)利要求2所述的紫外光通信接收端機背景光抑制比測試裝置，其特征在于，所 述聲光調(diào)制器為布拉格衍射型聲光調(diào)制器，其工作方式為：光束與聲波波面間以預(yù)定的角 斜入射時，光波在介質(zhì)中穿過多個聲波面，當(dāng)入射光與聲波面間夾角滿足預(yù)定條件時，介質(zhì) 內(nèi)各級衍射光會相互干涉，各高級次衍射光將互相抵消，只出現(xiàn)〇級和1級衍射光，即產(chǎn)生 布拉格衍射。
4. 如權(quán)利要求3所述的紫外光通信接收端機背景光抑制比測試裝置，其特征在于，所 述鎖相放大器由信號通道、參考通道和相敏檢波器組成，所述信號通道將伴有噪聲的待測 信號進(jìn)行放大，并經(jīng)過濾波對通帶外的噪聲進(jìn)行初步濾除；所述參考通道對與待測信號同 頻的參考信號進(jìn)行整形和移相處理，輸出與待測信號同步0°?360°連續(xù)可調(diào)相位的方 波或正弦波，并送入相敏檢波器作為控制信號；所述相敏檢波器用于是對待測信號和參考 信號進(jìn)行乘法運算，得到待測信號和參考信號的和頻與差頻，再由低通濾波器濾除和頻，將 交流信號變?yōu)橹绷餍盘枴?br> 5. -種紫外光通信接收端機背景光抑制比測試方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟1 :266nm/325nm激光器分別輸出激光分別經(jīng)光衰減器衰減后，分別以預(yù)定角度入 射到聲光調(diào)制器的聲光晶體上產(chǎn)生衍射光，分別利用光闌之一將其中的+1或-1級衍射光 提取出來； 步驟2 :分別通過擴束/準(zhǔn)直鏡對提取的衍射光束進(jìn)行擴束準(zhǔn)直； 步驟3 :光闌之二分別將擴束/準(zhǔn)直后的激光光斑進(jìn)行修整，分別利用經(jīng)過定標(biāo)的探測 器和鎖相放大器，得到標(biāo)準(zhǔn)調(diào)制光的光功率P ; 步驟4 :移走探測器和鎖相放大器，將待測接收機放入光路，讀取待測接收機的輸出電 壓峰值UP_P，則響應(yīng)率等于待測接收機的輸出電壓峰值UP_P與標(biāo)準(zhǔn)調(diào)制光的光功率P的比 值;Up_pUp_p 步驟5 :計算背景光抑制比ξ，計算公式為：
6. 如權(quán)利要求5所述的紫外光通信接收端機背景光抑制比測試方法，其特征在于，步 驟1中的所述聲光調(diào)制器是以電信號形式作用于所述聲光調(diào)制器中的電聲換能器上，所述 電聲換能器將相應(yīng)的電信號轉(zhuǎn)化為變化的超聲場，當(dāng)光波通過聲光介質(zhì)時，由于聲光作用， 使光載波受到調(diào)制而成為攜帶信息的強度調(diào)制波。
7. 如權(quán)利要求6所述的紫外光通信接收端機背景光抑制比測試方法，其特征在于，所 述聲光調(diào)制器為布拉格衍射型聲光調(diào)制器，其工作方式為：光束與聲波波面間以預(yù)定的角 斜入射時，光波在介質(zhì)中穿過多個聲波面，當(dāng)入射光與聲波面間夾角滿足預(yù)定條件時，介質(zhì) 內(nèi)各級衍射光會相互干涉，各高級次衍射光將互相抵消，只出現(xiàn)〇級和1級衍射光，即產(chǎn)生 布拉格衍射。
8. 如權(quán)利要求5所述的紫外光通信接收端機背景光抑制比測試方法，其特征在于，所 述步驟3中所述鎖相放大器由信號通道、參考通道和相敏檢波器組成，所述信號通道將伴 有噪聲的待測信號進(jìn)行放大，并經(jīng)過濾波對通帶外的噪聲進(jìn)行初步濾除；所述參考通道對 與待測信號同頻的參考信號進(jìn)行整形和移相處理，輸出與待測信號同步〇°?360°連續(xù) 可調(diào)相位的方波或正弦波，并送入相敏檢波器作為控制信號；所述相敏檢波器用于是對待 測信號和參考信號進(jìn)行乘法運算，得到待測信號和參考信號的和頻與差頻，再由低通濾波 器濾除和頻，將交流信號變?yōu)橹绷餍盘枴?br> 【文檔編號】H04B10/114GK104125011SQ201410363896
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年7月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月28日
【發(fā)明者】朱興邦, 王少水, 孫權(quán)社, 王國權(quán), 趙發(fā)財, 鄭祥亮, 韓忠 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第四十一研究所