[發明專利]基于大功率藍綠激光的水下收發系統提高傳輸速率的方法

在審

• 申請號: 202110014065.1
• 申請日: 2021-01-06
• 公開（公告）號: CN112688732A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 楊祎;賀鋒濤;樊禮榕;扶華
• 申請（專利權）人: 西安郵電大學
• 主分類號: H04B10/116
• 分類號: H04B10/116;H04B10/50;H04B10/80;H04B10/40
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 楊采良

1.一種基于大功率藍綠激光的水下可見光收發系統提高傳輸速率的方法，其特征在于，所述基于大功率藍綠激光的水下可見光收發系統提高傳輸速率的方法包括：

基于搭建的大功率電路的散熱系統及恒流源驅動電路，將MOS管的開關特性和LD的數字調制原理以及激光LD的工作特性相結合，加速無線光傳輸速率。

2.如權利要求1所述的基于大功率藍綠激光的水下可見光收發系統提高傳輸速率的方法，其特征在于，所述大功率電路的散熱系統包括：

芯片焊接在電路板的正面A面，在電路板的A面的芯片上放置風扇可吹風散熱；芯片下方通過過孔與電路板B面的一個正方形鍍錫區域相通，該正方形鍍錫區域與地相連，在正方形區域粘貼散熱陶瓷，散熱陶瓷又與一個較大的散熱鋁片相連。

3.如權利要求1所述的基于大功率藍綠激光的水下可見光收發系統提高傳輸速率的方法，其特征在于，所述恒流源驅動電路采用恒流源驅動藍綠光激光器產生直流偏置，通過調節恒流源驅動電路中R4和R5，使輸出的直流偏置電流在一定范圍內可調，同時滿足大功率激光的輸出和信號的線性關系，LD輸出的工作電流最大為I_max，最小為I_min，令直流偏置電流I_ID

4.如權利要求3所述的基于大功率藍綠激光的水下可見光收發系統提高傳輸速率的方法，其特征在于，LD的直流偏置電流由恒流源產生，恒流源給LD的輸出電流I_LD由V_adj管腳的電壓控制，設置關系如下：

Vadj管腳的電壓由兩個電阻R4和R5分壓產生，為使REF管腳的輸出電流小于250uA，選取R4和R5的阻值時，串聯阻值大于5.1KΩ，并聯阻值小于4KΩ的規則選取R4；R4、R5與V_adj的關系由以下公式確定；

5.如權利要求1所述的基于大功率藍綠激光的水下可見光收發系統提高傳輸速率的方法，其特征在于，所述將MOS管的開關特性和LD的數字調制原理以及激光LD的工作特性相結合包括：

根據所使用的LD光源的閾值電流特性和工作電流特性，通過改變MOS的開關電壓，改善LD的消光比和調制速率；LD信號的工作電流應在I_min和I_max之間，對應的輸出光功率為P_min和P_max，消光比為EXT＝10log(P_max/P_min)，若P_max過小和P_min過大都影響消光比，若P_max過大和P_min過小都影響信號速率，令I_max略小于激光器的最大工作電流I_f，I_max＝(0.9-1)I_f，令I_min略大于激光器的閾值電流I_th，I_min＝(1-1.05)I_th，加速系統傳輸速率且保證消光比；然后根據所述工作電流設計MOS管的開關工作參數；

LD的輸出電流范圍在I_min和I_max之間，通過調節激光調制電路中R9和R12，根據激光器的閾值電流和工作電流特性參數以及直流偏置參數，設置LD輸出電流范圍，使LD輸出電流范圍保證在MOS管的線性區同時在LD發光的P-I特性的線性區。

6.如權利要求1所述的基于大功率藍綠激光的水下可見光收發系統提高傳輸速率的方法，其特征在于，所述基于藍綠激光的水下可見光收發系統加速傳輸速率的方法進一步包括：

采用恒流源驅動藍綠光激光器發直流光，光源器件通過恒流源驅動電路產生的直流光信號送給激光調制電路，激光調制電路將用FPGA編碼后的信號調制到激光器上，使激光器輸出的光信號為有一定速率的已調制的光信號；

接收端的光電檢測器PIN將接收到的光信號轉變為電流信號，送入前置放大電路進行流壓變化及低噪聲放大，然后送入主級放大電路再次對信號進行放大后送入信號整形電路，將信號恢復為標準波形。