红外线紫外光通信
光通信系统近红外
2.1主要研究内容
随着航天红外技术在光通信等领域的广泛应用和不断发展，航天光学系统的工作光谱范
围也随之增加，技术指标也越来越高[4-5]，从起步阶段的航天科技的快速发展，这就使得具有宽光谱覆盖范围、高反射 率（透射率）、可靠性好、以及能够工作在空间环境与地面的高性能的多波段干涉截止滤光 膜的研制成为现在研究的方向。近年来，国内外对近红外以及中红外光光谱范围内各种薄膜 的研究都己取得了一定的成果，但针对1064nm、1200nm-2900nm以及3000nm-5000nm三波段 光学干涉截止滤光膜的研制并不多，尤其是以蓝宝石为基底的干涉截止滤光膜。本文根据航 天红外技术在光通信方面的技术要求，通过理论分析设计出合理的干涉截止滤光膜膜系。
光电探测器是一种把光辐射信号光能量转变为电信号电能量的器件其工作原理是基于光辐射与物质的相互作用所产生的光电效应在军事方面空间光通信可广泛应用于海洋舰艇编队作战飞机间的通信卫星和地面之间在无线电保密期间的通信等方面为建立全世界的光电一体化战场的综合网络提供了全面的通信手段
光通信系统近红外窄带滤光膜设 计
4.1 工作方案
1.使用干涉截止滤光片解决近红外超宽波段高截止的问题。 2.研究蒸发材料的特性,选择合理稳定的镀膜材料。 3.根据测试结果优化工艺参数,提高所需波长的透过率。
4.2 进度计划
1.第一周至第三周：针对任务书中的要求，准备资料完成开题报告和开题答辩。 2.第四周至第十周：利用膜系设计软件，通过两种以上方案进行材料选择和膜系设 计，完成外文翻译和中期报告。 3.第十一周至第十四周：对膜系进行优化比较，得出最终结论 ，撰写论文。 4.第十五周：准备毕业答辩。
近红外波段高截止。 通带半带宽为17±2 nm。
3.2 前期以开展的工作
01介绍光通信基础知识培训教材
单模光纤(SMF) & 多模光纤(MMF)
• 1.在石英光纤中，ITU-T建议，标准单 模光纤的直径为8~10μm，标准多模光 纤的纤芯直径为50μm、 62.5μm，它们 的包层的直径均为125μm。
• 2.对光纤较佳的运行波段，多模光纤运 行波长为850nm或1300nm,而单模光纤 运行波长则为1310nm或1550nm。
光通信基础知识
光学基础知识
光的本质－－－电磁波
波长(nm) 106
4 104
SiO2 6 103 fiber 5 103 1.7103 1.2103 760
622 597 577 492 455 390 300
200
10
极远 远 中 红外线
近
红 橙 黄 可见光 绿 蓝 紫 近
紫外线 远 极远
长电磁场 无线电波
波动光学的基本原理
1. 干涉的基本原理：干涉是波的一个重要特征。光是电磁波，它也能产
生干涉现象。在日常生活中可以观察到许多干涉现象，如水上的油膜在光的照射下显现出 彩色花纹，肥皂泡在阳光下显示出五彩图案等等。各种光学元件镀的增透膜，WDM中常 用的Filter等也都利用了光的干涉原理。
油膜干涉现象
30mm
Wedge
E-beam O-beam
garnet
E-beam D d O-beam
E-beam O-beam
O-beam E-beam
功能图 原理图
通信系统
信息
发送器
（语音，视频，数据）
链路 传输介质
信息
接收器
（语音，视频，数据）
一个点到点的电信系统
Devices Applications (EDFA Module)
光通信的原理与技术
光通信的原理与技术
光通信是一种利用光信号进行数据传输的通信技术，其原理是基于光的传输性能以及光与电信号的转换。
主要包括光传输、光接收和光放大等关键技术。
光传输是指将光信号通过光纤等光传输介质进行传输的过程。
光纤是一种特殊的纤维材料，具有光的全内反射特性，可以将光信号沿着光纤的轴向传输。
在光传输中，光信号会经过多次的反射，从而实现长距离的传输。
光接收是指将光信号转换为电信号的过程。
当光信号传输到接收端时，通过光电探测器将光信号转换为电流信号。
光电探测器通常采用光敏元件，如光电二极管或光电倍增管，能够将光信号转化为相应的电信号。
光放大是指在光信号传输过程中，为了克服光信号在传输过程中的衰减和失真，使用光放大器对光信号进行放大的过程。
光放大器通常采用掺铒光纤放大器或半导体光放大器，能够增加光信号的强度和功率。
在光通信技术中，还涉及到调制和解调的过程。
调制是指将要传输的数据信号转换为光信号的过程，常用的调制方式包括强度调制、频率调制和相位调制等。
解调是指将接收到的光信号还原为原始的数据信号的过程，常用的解调方式包括光强度解调、频率解调和相位解调等。
此外，光通信还需要一系列的光器件和光传输系统来支持其正
常运行。
光器件包括光纤、光电探测器、光放大器和光调制器等，这些器件能够实现光信号的传输、转换和放大。
光传输系统包括光纤传输系统和光网络系统，能够实现不同地点之间的光信号传输和交换。
总的来说，光通信技术利用光的传输性能和光与电信号的转换原理，实现了高速、长距离、高带宽的数据传输。
随着技术的不断发展，光通信在现代通信领域发挥着越来越重要的作用。
探析紫外光通信技术原理及应用
探析紫外光通信技术原理及应用紫外光通信系统是一种新型的通信手段，与常规的通信系统相比，有很多优势。
由于紫外线主要以散射方式传播，并且传播路径有限，采用紫外光通信系统具有一定的绕过障碍物的能力，非常适用于近距离抗干扰的通信环境。
紫外光通信具有灵活、低窃听、全方位、非视距通信的独特优势，主要应用于短距离的、保密的通信是常规通信的一种重要补充。
紫外光通信是以大气分子和子溶胶粒子的散射和吸收为基础的。
紫外光通信基于两个相互关联的物理现象：一是大气层中的臭氧对波长在200nm到280nm之间的紫外光有强烈的吸收作用，这个区域被叫做日盲区，到达地面的日盲区紫外光辐射在海平面附近几乎衰减为零；另一现象是地球表面的日盲区紫外光被大气强烈散射。
日盲区的存在，为工作在该波段的紫外光通信系统提供了一个良好的通信背景。
紫外光在大气中的散射作用使紫外光的能量传输方向发生改变，这为紫外光通信奠定了通信基础，但吸收作用带来的衰减使紫外光的传输限定在一定的距离内。
因此紫外光通信是基于大气散射和吸收的无线光通信技术。
选择紫外“日盲”波段光波进行传输信号时，信号在传输过程中很少受到大气背景噪声干扰。
由于紫外辐射在大气中由瑞利散射所造成的光能损失是红外线的1000倍以上，使得工作于紫外波段的系统与红外系统相比具有很大的不同。
它是信息传输实现非视距工作方式的基础，同时也克服了其他自由空间信息传输系统在视距方式工作时的弱点。
与常规通信方式相比，紫外光通信有其特有的优势：1、高保密的数据传输性和强抗干扰能力；紫外光通信主要基于大气对紫外光的散射和吸收作用。
紫外光信号在大气传输过程中会呈现指数倍的衰减，传输距离一般不超过10公里，信号难以监听和截获。
另外，紫外光通信系统的辐射功率可根据通信距离减至最小，无线电设备很难对其进行干扰和精确定位。
2、可用于非直视通讯；紫外光在大气传输过程中会发生散射现象，散射特性可以使紫外。
光传输技术有哪几种
光传输技术有哪几种
光传输技术常用的光通信有：大气激光通信、光纤通信、蓝绿光通信、红外线通信、紫外线通信。
光通信技术是一种以光波为传输媒质的通信方式。
光波和无线电波同属电磁波，但光波的频率比无线电波的频率高，波长比无线电波的波长短。
因此，具有传输频带宽、通信容量大和抗电磁干扰能力强等优点。
光波按其波长长短，依次可分为红外线光、可见光和紫外线光。
红外线光和紫外线光属不可见光，它们同可见光一样都可用来传输信息。
光通信按光源特性可分为激光通信和非激光通信。
按传输媒介的不同，可分为有线光通信和无线光通信（也叫大气光通信）。
无线光通信频谱范围
无线光通信是利用红外、可见光和紫外等光频段进行的无线通信技术。
根据所采用的光频段不同,无线光通信可以分为以下几种类型:
1. 红外光通信
频率范围:约300GHz-430THz
波长范围:约0.7μm-1mm
主要应用在低速的短距离通信,如电视遥控器、红外对讲机等。
2. 可见光通信
频率范围:约430THz-750THz
波长范围:约400nm-700nm
可见光频段可以提供更高速率,应用于室内无线局域网、车联网等场景。
3. 紫外光通信
频率范围:约750THz-30,000THz
波长范围:10nm-400nm
紫外线由于衰减严重,主要用在点到点的高速室外通信。
从上可见,无线光通信涵盖了极为宽广的频谱资源,从低频的红外线,到高频的紫外线。
这为光通信提供了丰富的载波选择余地。
同时也使其可以灵活适应不同应用场景和通信距离需求。
这就是无线光通信所占有的频谱范围及特点。
红外及紫外激光器整体结构及功能介绍
红外及紫外激光器整体结构及功能介绍红外及紫外激光器整体结构及功能介绍激光技术作为一种先进的光电技术，广泛应用于医疗、通信、制造和军事等领域。
其中，红外及紫外激光器作为重要的激光器种类，在各个领域都有着重要的应用。
今天，我们就来深入了解一下红外及紫外激光器的整体结构及功能。
了解一种设备或技术的整体结构是进行深入研究和应用的基础。
红外激光器和紫外激光器在结构上有一些共同点，也有一些差异之处。
我们将从整体结构的方面着手，深入了解红外及紫外激光器。
一、整体结构1. 主谐振腔在红外及紫外激光器的整体结构中，主谐振腔是至关重要的一部分。
主谐振腔由激光介质、激光器泵浦源、谐振腔镜等组成，是激光器的核心部分。
红外激光器和紫外激光器的主谐振腔结构有所不同，我们可以逐一进行比较分析。
2. 光学系统光学系统是红外及紫外激光器中不可或缺的部分，它对激光产生和输出起着至关重要的作用。
光学系统包括产生激光、放大激光和输出激光等步骤，不同的激光器对光学系统的要求各有不同。
3. 控制系统在红外及紫外激光器的整体结构中，控制系统起着调节和稳定激光器性能的重要作用。
控制系统可以包括温度控制、频率稳定、脉冲控制等功能，是激光器稳定运行的保障。
二、功能介绍1. 红外激光器的功能- 红外激光器在通信、医疗、材料加工和测量等领域有着广泛的应用。
它具有窄谱线宽、高聚焦能力和强穿透力等特点，能够在红外光谱范围内实现高功率、高亮度的激光输出，广泛应用于激光雷达、红外成像、医学诊断等方面。
2. 紫外激光器的功能- 紫外激光器在光刻、荧光光谱分析、材料加工和科研实验等领域有着重要的应用。
它具有较短的波长、较高的能量密度和较小的散射程度，可以实现对微小器件的加工和表面的精细处理，广泛应用于光刻制造、荧光光谱分析、材料化学反应等方面。
三、个人观点和理解红外及紫外激光器作为先进的激光器技术，在现代科学技术领域有着广泛的应用前景。
它们不仅在基础研究中发挥作用，也在医疗、通信和制造等行业中有着不可或缺的地位。
IR油墨孔的原理
IR油墨孔的原理，作用，用途以及测量现在所有的智能手机盖板上都有IR孔，这个小小的黑色小孔有很大的作用。
IR孔的定义：能让红外线透过，而将可见光和紫外线遮挡的一款功能性油墨。
一般只要测试透光率和红外线，但根据日本和韩国对红外线的要求不同而有区别。
IR孔是有涂上一层IR油墨，此油墨对可见光有遮蔽作用，但是会让IR光(红外线)通过，你听电话的时候，耳朵贴上去屏幕就会暗掉，你拿开耳朵屏幕就会又亮了。
这就是IR孔的作用。
IR孔的作用：IR孔包含了距离和光线感应两个孔。
感光孔能根据外界光线明亮度来调节屏幕亮度已达到省电的目的，有自动亮度调节！包括摄像时的感光，如果在较暗的环境里屏幕就会变得暗些，同样在较亮的环境里屏幕就会变亮一些，好处是方便，护眼，省电。
一般位于听筒右边方向。
IR孔的用途：
1、用在遥控器感光部的过滤器上（电视机，空调等）
2、用在近红外线通信的感光部的过滤器上（今年广泛使用的智能手机，平板电脑等）
总之，IR孔的透光率是非常重要的参数，可以直接用IR透过率测试仪LS108D测试。
一般的近红外波段（780nm-1200nm），可见光波段（380-760nm），为了确定我们生产的产品符合要求，一般要用专门的仪器来进行测量。
手机盖板测试仪LS108D就是专门测试IR孔的仪器，它能够准确测量红外透过率，可见光和紫外线的阻隔率。
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1.无线电波(Radio)
特点:无线电波可以向所有方向直线传播,但 不能随地球表面弯曲传播.频带较窄. 方法:无线电波的发送与接收需要使用天线, 远距离的无线电波传播常采用卫星转播,通常 一颗卫星装有许多对相互独立的发射器和接收 器,每一对发射器和接收器使用各自的频道, 因此可以同时实现多路通信. 我们将无线电波传输称为RF射频传输(Radio Frequency Transmission).
6,随着移动计算和移动通信设备的日益普及, 红外数据通信已经进入了一个发展的黄金时期. 自1993年IRDA成立至今,红外数据协会的会 1993 IRDA 员已经发展到150多个, 当今IT业和通信业的大公司几乎都在其中, IRDA标准已经获得了业界的广泛认同和支持.
IrDA的发展(续)
目前具备红外通信能力的设备有一百多种,红 外模块的年装机量已经达到了一亿五千万套, 并且每年还有着40%的高速增长. 尽管有同样是近距离无线通讯的蓝牙技术,但 红外通信技术以低廉的成本和广泛的兼容性的 优势,势必会在将来很长的一段时间内在短距 离的无线数据通讯领域扮演重要的角色.
移动通信设备
手机, 无绳电话, 寻呼机等;
便携数码设备
数码相机, 游戏机, MP3播放器, 多功能电子手表等;
电脑外围设备
打印机, 调制解调器, 键盘, 鼠标等;
厂家和消费者的认同度
红外通信技术已被全球范围内的众多软 硬件厂商所支持和采用,目前主流的软 件和硬件平台均提供对它的支持; 红外技术已被广泛应用在移动计算和移 动通讯的设备中,巨大的装机量使红外 无线通讯技术有了庞大的用户群体.
用途:常用于长途电话,电视,以及计 算机网络之间的数据信号通信.
3. 红外线(Infrared)
特点:红外线只能在短距离范围内直线 传播. 方法:不需要天线,使用时要求发射器 直接对准接收器,可实现小范围(例如在 一个房间里)的数据信号传输.
用途:家用电器的遥控,笔记本计算机 之间的数据信号传输.
三,红外网络
1,为什么红外网络?
红外网络和802.1x无线网络一样,都属于无线 网络范畴; 无线网络技术使得世界各地的设备访问数据成 为可能.无线网络可以降低甚至省去铺设昂贵 的光纤和电缆所需的费用,并给有线网络提供 备份功能.为确保无线网络和设备兼容,经济 和安全,组织机构和专门有兴趣的集团正在开 发无线通讯的标准.
IrDA的发展(续)
4, 1996年,IRDA发布了IRDA1.1标准, 即Fast InfraRed,简称为FIR.
FIR不依托UART,其最高通讯速率可达到4Mbps的水平. FIR采用了全新的4PPM调制解调(Pulse Position Modulation),即 通过分析脉冲的相位来辨别所传输的数据信息,其通信原理与 SIR是截然不同的; 由于FIR在115.2Kbps以下的速率依旧采用SIR的那种编码解码过 程,所以它仍可以与支持SIR的低速设备进行通讯,只有在通信 对方也支持FIR时,才将通讯速率提升到更高水平.
什么是红外数据通信
一种点对点的数据传输协议, 传统的设备之间连接线缆的替代. 通信距离一般在0到1米之间, 传输速率最快可达16Mbps, 通讯介质为波长为900纳米左右(850nm 至900nm之内)的近红外线.
红外数据通信特点
■它是目前在世界范围内被广泛使用的一种无线连接技 术,被众多的硬件和软件平台所支持; ■通过数据电脉冲和红外光脉冲之间的相互转换实现无 线的数据收发. ■主要是用来取代点对点的线缆连接; ■新的通信标准兼容早期的通信标准; ■小角度(30度锥角以内),短距离,点对点直线数据 传输,保密性强; ■传输速率较高,目前4M速率的FIR技术已被广泛使用, 16M速率的VFIR技术已经发布.
红外数据通信最大特点
它替代了设备与设备之间传统的线缆连 接,进而摆脱了不同平台设备连接时对 于特制接口的要求, 使得跨平台设备间的数据交换简单到只 需彼此相对.
红外通信用途概览
移动计算设备, 移动通讯设备, 便携数码设备, 计算机外围设备
移动计算设备
笔记本电脑, 掌上电脑, 膝上型电脑, 计算器, 机顶盒等;
IrDA的发展
1,1993年,HP,COMPAQ,INTEL等二 十多家公司发起成立了红外数据协会; 2,1993年6月28日,来自50多家企业的 120多位代表出席了红外数据协会的首次 会议,并就建立统一的红外通信标准问 题达成了一致; 3,1994年,第一个IRDA的红外数据通 讯标准发布,即IRDA1.0;
红外线
波长在750nm至1mm之间的电磁波, 它的频率高于微波而低于可见光, 是一种人的眼睛看不到的光线.
红外线技术光电器件
红外光发射器件:
激光二极管(LD: Laser Diode) 光发射二极管(LED: Light-emitting Diode)
红外光接收器件:
光电二极管(PIN):价格便宜,容易加载 雪崩二极管(APD)
用途:既可用于无线电和电视广播,也 可用于计算机网络之间数据信号的传输.
2. 微波(Microwave)
特点:微波只向某个固定方向传输,但不 能进入金属结构,因次在微波发射器与接 收器之间不应有障碍物;频带宽,可以 携带比无线电波更多的信息. 方法:发送与接收微波也需要使用天线, 或使用卫星转播.
红外接口模块低廉的价格是其有利因素
三,IrDA是什么?
IrDA: Infrared Data Association
为了实现各类数据终端产品的互连,国 际上成立了一个红外数据通信协会 (IrDA)来协调各方面的工作,并制定 了一系列的标准. IrDA标准是红外数据通信技术的基础.
为什么IrDA?
红外网络中的几个名词概念(续)
3.红外设备支持
通过"无线链接"提供的文件传送,红外打印 (IrLPT) ,红外图 像传输 (IrTran-P) 和红外网络(IrNET 和 IrComm)功能. 此外,IrDA Winsock API 支持由其他软件和设备制造商创建的程 序.这些制造商销售的程序使用 Winsock API(或专用接口), 提供与打印机,调制解调器,数字寻呼机,个人数字助理,电子 照相机,管理器,蜂窝电话和手持电脑的红外连接.
IrLAP和IrLMP
两个软件层,负责对连接进行设置,管 理和维护
其他
在IrLAP和IrLMP基础上,针对一些特定 的红外通讯应用领域,IRDA还陆续发布 了一些更高级别的红外协议; 如TinyTP,IrOBEX,IrCOMM,IrLAN, IrTran-P等等.
IrDA产品标志
补充
红外装置目前在笔记型电脑上较为普遍, 桌上型电脑 不多见,但有些主机板 的制造商在主机板上还是有预 留接脚以利扩充; 没有红外口的笔记本电脑,利用串口或USB接口红外 适配器也可使其拥有红外通信功能; IR全名Infrared,举凡电视遥控器等都可以称为IR; SIR 最高速度达115.2Kbps,标准COM port速度; FIR 最高速度可达 4Mbps,必要Super I/O有支援; VFIR 最高速度可达16Mbps .
续
可以通过使用 IrDA 协议的计算机,打印 机,照相机和其它设备的红外连接传送 数据; 可以使用启用红外功能的移动电话建立 与 Internet 或企业网络的拨号连接等等.
2,红外网络中的几个名词概念
1.红外通信 使用红外线传送数据
红外网络中的几个名词概念(续)
2.红外执行 根据IrDA标准和协议执行红外数据传送 IrDA 协议指定步骤来支持链接初始化, 设备地址查找,连接启动和数据率协定, 信息交换,断开连接,链接关闭和设备 地址冲突的解决.
日本用于信息交换
日本国内带红外接口的手机也开始呈增 加趋势. NTT DoCoMo初步计划将这些手机用于 用户间的电话薄信息和日程信息的交换.
红外的理由在于规格完善和价格低廉
最主要的原因就是面向各种应用的协议 已经相当完善: 即将在韩国开通的结算服务将使用IrDA 的下属组织正在制定的"IrFM(Infrared Financial Messaging)"标准; 而蓝牙方面可用于结算的标准尚未正式 开始制订.
IRDA1.0
简称SIR(Serial InfraRed),基于HP-SIR开发出来的一 种异步的,半双工的红外通信方式. SIR以系统的异步通信收发器(UART)为依托,通过对 串行数据脉冲的波形压缩和对所接收的光信号电脉冲 的波形扩展这一编码解码过程(3/16 EnDec)实现红外 数据传输. 由于受到UART通讯速率的限制,SIR的最高通讯速率 只有115.2Kbps, 也就是大家熟知的电脑串行端口的最高速率.
4. 激光(Laser)
原理:除了可以在光缆中用作传输数据信号的 载体外,激光也可同时作为传输介质与信号载体 在空气中传输数据. 特点:与微波传输类似,激光只能向一个固定方 向直线传播,它不能穿过金属,植物,甚至雪和 雾. 用途:激光同时作为传输通路与信号载体在实 用上受到限制.
二,红外通信
红外数据通信
蓝牙会淘汰红外通讯技术吗?
蓝牙技术可能最终会取代红外通讯技术, 但是其过程并不会那么简单. 优秀的技术并不总是意味着市场的成功
近一年来
越来越多的手机开始相继采用与蓝牙完 全不同的无线接口. 这就是过去一段时间几乎所有的笔记本 电脑上都配备的红外线接口.
韩国用于结算
在韩国,年内会有各种各样的利用手机 红外接口的服务出现. 在这些服务中,将把通常记录在预付卡 和信用卡上的金额信息和个人信息存储 在手机的内存中. 使用这样的手机在自动售货机或自动检 票机上通过红外接口就可以完成结算.
要使各种设备能够通过红外口随意连接, 一个统一的软硬件规范是必不可少的. 早期恰恰就存在着这样的规范不统一问 题:许多公司都有着自己的一套红外通 信标准,同一个公司生产的设备自然可 以彼此进行红外通信,但却不能与其它 公司有红外功能的设备进行红外通信.