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、聲光調制器、至少二個光闌、擴束/準直鏡、函數發生器、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制光功率，保證數據的準確可靠。
【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
【技術領域】
[0001] 本發明屬于紫外光通信接收端機背景光抑制比測試【技術領域】，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】
[0002] 紫外光通信作為一種新型的軍事通信系統，具有低竊聽率、高抗干擾性、全方位 性、易組網等優點，成為國內外各軍事強國爭先研究的焦點。紫外光的調制與接收是紫外光 通信和其他常用通信方式的主要區別點，國內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，以達到抑制背景光的目的。但是，現階段所采用 的這些紫外濾光技術無法完全抑制白天太陽光的影響，接收機對于日盲區以外的光譜仍具 有一定靈敏度。接收機對于日盲區內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，本發明提出將接收機在日 盲區波段的響應率與近日盲區波段的響應率的比值定義為"背景光抑制比"，其中響應率是 指接收機輸出電壓幅值與輸入調制光功率的比值。因此，需要產生雙波段、單一性較好的紫 外調制光信號，并能夠準確測量紫外調制光信號的光功率。本發明采用266nm、325nm激光 器和與之匹配的聲光調制器產生標準紫外調制光，模擬紫外光通信系統發射端機的工作狀 態及背景雜散光。
[0004] 現階段產生紫外調制光的方法主要有氣體放電燈內調制法、紫外LED內調制法及 紫外激光器調制法，這些方法均不能實現"背景光抑制比"的測試，主要表現在以下幾個方 面：
[0005] (1)氣體放電燈內調制法：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，采用現有的手段無法實現量值溯源。氣體放電燈隨著調制速率的增大，容 易產生"連火"現象，而且光譜輻射波動較大，不適合作為校準用光源。
[0006] (2)紫外LED內調制法：在2013年申請公布的名為"一種基于紫外LED的多波段 調制光源"的發明專利（對應申請號為201310587320. 7)中，提出采用266nm、315nm波段的 紫外LED陣列產生紫外調制信號，用于模擬紫外光通信系統發射端機的工作狀態及背景雜 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制光的光功率，測得的 是調制光的平均功率，隨著調制頻率的變化測試結果準確性差異很大，如較低的調制頻率 得到測試結果較差；而且測試過程容易受到外界雜散光的影響。
[0007] (3)激光器調制法：激光器調制法有內調制和外調制兩種方式，內調制法采用的 是紫外脈沖激光器，將信息加載到激光器的供電電流上，由于受到脈沖重復頻率的影響，調 制速率小于100kHz ;外調制法采用紫外連續激光器，在激光器后端放置聲光調制器，其中 聲光調制器對激光的入射角度和偏振態方向都有嚴格的指標要求。目前未能查詢到紫外調 制光功率的測試方法，如果直接采用紫外光功率計進行測試，同樣面臨測試結果誤差較大 的問題，無法保證量值的準確可靠。
[0008] 因此，現有技術存在缺陷，需要改進。
【發明內容】
[0009] 本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種紫外光通信接收端 機背景光抑制比測試方法。
[0010] 本發明的技術方案如下：
[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、聲光調制器、至少二個光闌、擴束/準直鏡、函數發生器、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所述光衰 減器衰減后，分別以預定角度入射到所述聲光調制器的聲光晶體上產生衍射光，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/準直鏡對提取的衍射 光束進行擴束準直；光闌之二分別將擴束/準直后的激光光斑進行修整，分別利用經過定 標的所述探測器和所述鎖相放大器，得到標準調制光的光功率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，則響應率等于待測接收 機的輸出電壓峰值叫^與標準調制光的光功率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、聲光調制器、至少二個光闌、擴束/準直鏡、函數發生器、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所述 光衰減器衰減后，分別以預定角度入射到所述聲光調制器的聲光晶體上產生衍射光，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/準直鏡對提取的 衍射光束進行擴束準直；光闌之二將擴束/準直后的激光光斑進行修整，分別利用經過定 標的所述探測器和所述鎖相放大器，得到標準調制光的光功率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，則響應率等于待測接收 機的輸出電壓峰侑化"與標準調制光的光功率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 述聲光調制器是以電信號形式作用于所述聲光調制器中的電聲換能器上，所述電聲換能器 將相應的電信號轉化為變化的超聲場，當光波通過聲光介質時，由于聲光作用，使光載波受 到調制而成為攜帶信息的強度調制波。
3. 如權利要求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 述聲光調制器為布拉格衍射型聲光調制器，其工作方式為：光束與聲波波面間以預定的角 斜入射時，光波在介質中穿過多個聲波面，當入射光與聲波面間夾角滿足預定條件時，介質 內各級衍射光會相互干涉，各高級次衍射光將互相抵消，只出現〇級和1級衍射光，即產生 布拉格衍射。
4. 如權利要求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 信號進行放大，并經過濾波對通帶外的噪聲進行初步濾除；所述參考通道對與待測信號同 頻的參考信號進行整形和移相處理，輸出與待測信號同步0°?360°連續可調相位的方 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 交流信號變為直流信號。
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光衰減器衰減后，分別以預定角度入 射到聲光調制器的聲光晶體上產生衍射光，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/準直鏡對提取的衍射光束進行擴束準直； 步驟3 :光闌之二分別將擴束/準直后的激光光斑進行修整，分別利用經過定標的探測 器和鎖相放大器，得到標準調制光的光功率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，則響應率等于待測接收機的輸出電壓峰值UP_P與標準調制光的光功率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中的所述聲光調制器是以電信號形式作用于所述聲光調制器中的電聲換能器上，所述 電聲換能器將相應的電信號轉化為變化的超聲場，當光波通過聲光介質時，由于聲光作用， 使光載波受到調制而成為攜帶信息的強度調制波。
7. 如權利要求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 述聲光調制器為布拉格衍射型聲光調制器，其工作方式為：光束與聲波波面間以預定的角 斜入射時，光波在介質中穿過多個聲波面，當入射光與聲波面間夾角滿足預定條件時，介質 內各級衍射光會相互干涉，各高級次衍射光將互相抵消，只出現〇級和1級衍射光，即產生 布拉格衍射。
8. 如權利要求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行放大，并經過濾波對通帶外的噪聲進行初步濾除；所述參考通道對 與待測信號同頻的參考信號進行整形和移相處理，輸出與待測信號同步〇°?360°連續 可調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，將交流信號變為直流信號。
【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 優先權日:2014年7月28日
【發明者】朱興邦, 王少水, 孫權社, 王國權, 趙發財, 鄭祥亮, 韓忠 申請人:中國電子科技集團公司第四十一研究所