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400-9904-119无线光通讯可利用可见光和近红外光传输信息,具有带宽资源丰富、抗电磁搅扰和空间指向性强等优势。但是,宽带勘探器易受噪声搅扰且存在信号被截获危险。现有计划依靠数字加密和外置滤光片,增加了体系杂乱度。因而,如何将光谱挑选、信息加密和抗搅扰才干集成于无线光通讯体系中,是亟待解决的问题。
近来,清华大学深圳世界研讨生院副教授韦国丹团队和付红岩团队联合多家单位,研宣布一种数字编码双窄带有机光电勘探器,并在此根底上构建了具有防偷听和抗搅扰才干的无线光通讯体系。相关效果发表于《天然—通讯》。
该研讨将器材层面的光谱挑选性与算法层面的混沌加密相结合,使光电勘探器不只承当接纳光信号的功用,还可作为通讯体系中的“光谱密钥”,为安全无线光通讯供给了一种硬件-软件协同规划途径。
研讨团队所研发的器材可以在零偏压下作业,在485纳米可见光和910纳米近红外波段构成两个窄带呼应峰,半峰宽别离为23纳米和25纳米。器材在910纳米波段的最快呼应时刻到达440纳秒,线分贝,并具有较强的带外光谱按捺才干。
此外,器材在空气中安稳超越一个月,光电流仍保持安稳,体现出杰出的作业安稳性。与宽带光电勘探器比较,该器材可以直接从接纳端挑选方针光谱成分,下降环境光和非方针波段信号发生的噪声,为高信噪比的无线光通讯供给硬件根底。在此根底上,研讨团队构建了可见光-近红外双波段加密无线光通讯体系。体系将数据调制后分解为两个波段信号,需一起接纳两波段才干康复完好数据。
试验中,该体系成功传输了600×600像素的五颜六色图画。在每秒20千比特传输速率下,重建图画的误码率低至2.06×10-5,结构类似度到达0.9998。在每秒1.25兆比特的传输速率下,910纳米波段和485纳米波段的误码率别离为9.17×10-5和1.78×10-3,均低于硬判定前向纠错阈值,验证了该器材用于兆比特每秒级无线光通讯的可行性。
该器材除了防偷听才干外,还表现出较强的环境光抗搅扰功能。研讨团队运用白光LED模仿杂乱环境中的宽带光噪声,并别离采取了双窄带光电勘探器和无谐振腔的宽带光电勘探器接纳910纳米波段信号。与宽带器材比较,双窄带器材接纳图画的像素强度失线%。在强白光照射下,宽带器材输出信号呈现显着失真,而双窄带器材接纳的信号仍保持安稳。
研讨团队还构建了根据910纳米呼应波段的单像素扫描成像体系,获得了高对比度的近红外图画,展现了该器材在抗搅扰成像和光谱挑选性勘探中的使用潜力。
该技能一起具有十分杰出的光谱可调性,经过调整资料与结构,呼应波长可扩展至1215纳米,并在1064纳米波段也完成了明晰通讯,验证了该计划向长波长通讯拓宽的可行性。
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