《一种紫外光通信发射端机可见光抑制比测试方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种紫外光通信发射端机可见光抑制比测试方法.pdf（10页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、10申请公布号CN104135319A43申请公布日20141105CN104135319A21申请号201410363300622申请日20140728H04B10/07201301G01J3/2820060171申请人中国电子科技集团公司第四十一研究所地址266555山东省青岛市经济技术开发区香江路98号72发明人孙权社王少水朱兴邦王国权赵发财郑祥亮韩忠74专利代理机构北京众合诚成知识产权代理有限公司11246代理人龚燮英54发明名称一种紫外光通信发射端机可见光抑制比测试方法57摘要本发明提供一种紫外光通信发射端机可见光抑制比测试方法，步骤1驱动待测发射机发射调制信号，利用经过校准的紫外光。
2、谱仪扫描调制信号在220NM780NM范围内的光谱辐射能量分布；步骤2通过积分方法计算分别求得380NM780NM可见光段的光谱辐射能量和220NM780NM整个谱段的全部光谱总辐射能量；步骤3计算可见光抑制比步骤4通过对辐射面多个位置进行测量求出各个测量点的可见光抑制比平均值。采用上述方案，校准后的紫外光谱仪可用来测量光源的相对光谱功率，为得到光源的各波段能量分布，本发明采用分部积分求面积的方法，计算各波段的辐射能量。51INTCL权利要求书1页说明书6页附图2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书6页附图2页10申请公布号CN104135319ACN1041。
3、35319A1/1页21一种紫外光通信发射端机可见光抑制比测试方法，其特征在于，包括以下步骤步骤1驱动待测发射机发射调制信号，利用校准后的紫外光谱仪对调制信号220NM780NM波段光谱进行扫描，得到220NM380NM紫外波段和380NM780NM可见光波段的辐射能量分布；步骤2通过积分方法计算分别求得380NM780NM可见光段的光谱辐射能量和220NM780NM整个谱段的全部光谱总辐射能量；步骤3计算可见光抑制比其中，可见光段的光谱的范围为380NM780NM的光；整个谱段的全部光谱的范围为220NM780NM；步骤4通过对辐射面多个位置进行测量求出各个测量点的可见光抑制比平均值。2如权。
4、利要求1所述的紫外光通信发射端机可见光抑制比测试方法，其特征在于，所述步骤1之前还执行校准待测发射机发出包含可见光谱的紫外光谱信号的步骤；具体为将待测发射机发出包含可见光谱的紫外光谱信号经过测量窗口，进入空间光学耦合装置并将辐射的光谱信号耦合至紫外光谱仪的入射狭缝，实时驱动光谱仪实现光栅扫描。3如权利要求2所述的紫外光通信发射端机可见光抑制比测试方法，其特征在于，所述测量窗口设置有多个测量孔，使紫外光谱信号顺利通过所述测量窗口。4如权利要求3所述的紫外光通信发射端机可见光抑制比测试方法，其特征在于，将所述紫外光谱仪狭缝端用光纤作为辐射光输入的传输介质，由聚光物镜收集辐射光再耦合至所述光纤，实现。
5、与所述入射狭缝的耦合。5如权利要求4所述的紫外光通信发射端机可见光抑制比测试方法，其特征在于，首先对紫外光谱仪进行波长校准，校准过程为将532NM激光频率锁定在碘分子的超精细谱线上，并通过外部倍频腔得到266NM激光，然后利用266NM激光器输入到紫外光谱仪入射狭缝，校准紫外光谱仪波长；然后利用氘灯和卤钨灯对紫外光谱仪的辐射进行定标，将氘灯固定在光源夹具上，调节升降台和俯仰台，使氘灯出射光垂直入射到紫外光谱仪狭缝中心，利用氘灯200NM380NM的标准数据校准光谱仪，将氘灯用卤钨灯替换，校准光谱仪在380NM780NM的辐射；最后利用校准后的紫外光谱仪扫描被测调制光源光谱，得到380NM780。
6、NM可见光段的光谱辐射能量和220NM780NM整个谱段的全部光谱总辐射能量。6如权利要求4所述的紫外光通信发射端机可见光抑制比测试方法，其特征在于，所述积分方法为利用分部积分的方法得到不同波长范围内相对光谱功率曲线与横轴之间的面积，计算分别求得380NM780NM可见光段的光谱辐射能量和220NM780NM整个谱段的全部光谱总辐射能量。权利要求书CN104135319A1/6页3一种紫外光通信发射端机可见光抑制比测试方法技术领域0001本发明属于紫外光通信收发模块校准技术领域，尤其涉及的是一种紫外光通信发射端机可见光抑制比测试方法。背景技术0002紫外光通信作为一种新型的军事通信系统，具有低。
7、窃听率、高抗干扰性、全方位性、易组网等优点，成为国内外各军事强国争先研究的焦点。紫外光通信系统理想的光源在日盲区应具有较窄带宽，目前可适用于紫外光通信的光源有紫外气体放电灯如低压汞灯、紫外激光器、紫外LED。其中紫外激光器和紫外LED的光谱均具有较窄的带宽，而且没有多余的谱线，是比较理想的紫外通信用光源，但是紫外激光器价格昂贵、光路调试复杂、体积大等因素限制了其实用化；而紫外LED的功率较小，无法达到光通信的传输能量要求。0003气体放电灯成为工程化紫外光通信系统的发光光源，利用放电灯进行光学传输的思想在很多公开的专利中都有提及，如1975年公开的MARTINRDACHS申请的美国专利3900。
8、404；1985年公开的SHINICHINAKADA申请的日本专利JP60032443；1997年公开的MICHAELSMITH申请的美国专利5657145。我国的紫外光通信起步较晚，但是在本领域也有很多相关的已授权专利或申请公开的发明专利和实用新型专利，如2007年公开的中国科学院上海光机所申请的名为“紫外光通信系统”的发明和实用新型专利，对应专利号分别为ZL2006101162649，ZL2006200460909；北京邮电大学于2012年申请公开的名为“一种紫外光通信方法和紫外光通信系统”和“紫外光通信的方法和发射机”的发明专利，对应申请号分别为2012100760439，2012100。
9、764105；中国人民解放军国防科学技术大学于2012年申请公开的名为“一种基于无极紫外通信的信号发射装置及方法”，对应申请号为2012102823837。以上的专利主要介绍了以气体放电灯作为发射端机光源的紫外光通信系统组成及工作过程，并没有对发射端机光源的光谱辐射的测试需求及测试方法进行描述。0004由于气体放电灯具有宽光谱或多谱线，在日盲区边界甚至可见光波段有一定的辐射能量，大大降低了紫外光通信的保密性。为了抑制光源的可见光成分，一般在光源输出口放置滤光片，即使经过滤光，光源在日盲区以外的其它谱段仍可能存在很强的辐射，为保证紫外光通信系统的保密性，必须对紫外光源的可见光成分进行监测，由于发。
10、射端机工作时，光源发射的是调制光，所以直接采用辐射计或功率计测量发射机的总辐射强度和可见光段辐射强度均比较困难。目前尚未查到紫外调制光源能量分布的测试方法。0005现阶段能够测量紫外辐射的仪器主要有紫外光谱仪、紫外辐射照度计、紫外光功率计等，均不能实现“可见光抑制比”的测量，主要存在以下几个方面的缺陷00061紫外光谱仪紫外光谱仪是指测量范围涵盖紫外波段的光谱分析仪，多采用光栅分光；采用光电倍增管、紫外加强SI探测或CCD进行探测；具有波长校准功能，波长精度小于02NM。但是没有光辐射校准功能，输出信号没有考虑探测器的光谱响应率、光栅的衍射效率等因素的影响，不能准确测试光源的光谱辐射。0007。
11、2紫外辐射照度计一般含有带通玻璃滤光器或干涉滤光器，使其工作于特定说明书CN104135319A2/6页4的波长范围，如320NM390NM、365NM、290NM320NM及2537NM。因此，紫外辐射照度计仅适用于测量紫外某一波段的辐射能量，而对整个紫外波段甚至可见光波段能量束手无策。00083紫外光功率计一般采用SI作为探测器材料，可测量200NM1100NM范围的光功率，但是每次只能在一个波长点测量，不能测量宽光谱或多谱线的光源。0009上述中紫外辐射照度计、紫外光功率计主要测试连续光，而发射端机工作时处于调制状态，使得测试结果不可靠。0010因此，现有技术存在缺陷，需要改进。发明内容。
12、0011本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种紫外光通信发射端机可见光抑制比测试方法。0012本发明的技术方案如下0013一种紫外光通信发射端机可见光抑制比测试方法，其中，包括以下步骤0014步骤1驱动待测发射机发射调制信号，利用校准后的紫外光谱仪对调制信号220NM780NM波段光谱进行扫描，得到220NM380NM紫外波段和380NM780NM可见光波段的辐射能量分布；0015步骤2通过积分方法计算分别求得380NM780NM可见光段的光谱辐射能量和220NM780NM整个谱段的全部光谱总辐射能量；0016步骤3计算可见光抑制比其中，可见光段的光谱的范围为380NM780N。
13、M的光；整个谱段的全部光谱的范围为220NM780NM；0017步骤4通过对辐射面多个位置进行测量求出各个测量点的可见光抑制比平均值。0018所述的紫外光通信发射端机可见光抑制比测试方法，其中，所述步骤1之前还执行校准待测发射机发出包含可见光谱的紫外光谱信号的步骤；具体为将待测发射机发出包含可见光谱的紫外光谱信号经过测量窗口，进入空间光学耦合装置并将辐射的光谱信号耦合至紫外光谱仪的入射狭缝，实时驱动光谱仪实现光栅扫描。0019所述的紫外光通信发射端机可见光抑制比测试方法，其中，所述测量窗口设置有多个测量孔，使紫外光谱信号顺利通过所述测量窗口。0020所述的紫外光通信发射端机可见光抑制比测试方法。
14、，其中，将所述紫外光谱仪狭缝端用光纤作为辐射光输入的传输介质，由聚光物镜收集辐射光再耦合至所述光纤，实现与所述入射狭缝的耦合。0021所述的紫外光通信发射端机可见光抑制比测试方法，其中，首先对紫外光谱仪进行波长校准，校准过程为将532NM激光频率锁定在碘分子的超精细谱线上，并通过外部倍频腔得到266NM激光，然后利用266NM激光器输入到紫外光谱仪入射狭缝，校准紫外光谱仪波长；然后利用氘灯和卤钨灯对紫外光谱仪的辐射进行定标，将氘灯固定在光源夹具上，调节升降台和俯仰台，使氘灯出射光垂直入射到紫外光谱仪狭缝中心，利用氘灯200NM380NM的标准数据校准光谱仪，将氘灯用卤钨灯替换，校准光谱仪在38。
15、0NM780NM的辐射；说明书CN104135319A3/6页5最后利用校准后的紫外光谱仪扫描被测调制光源光谱，得到380NM780NM可见光段的光谱辐射能量和220NM780NM整个谱段的全部光谱总辐射能量。0022所述的紫外光通信发射端机可见光抑制比测试方法，其中，所述积分方法为利用分部积分的方法得到不同波长范围内相对光谱功率曲线与横轴之间的面积，计算分别求得380NM780NM可见光段的光谱辐射能量和220NM780NM整个谱段的全部光谱总辐射能量。0023采用上述方案00241首次提出利用“可见光抑制比”作为紫外光通信发射端机保密性的考核参数。00252首次提出利用校准后的紫外光谱仪测。
16、试调制光源的功率分布。00263精密位移控制技术在校准紫外光谱仪光辐射过程中，需要将氘灯/卤钨灯的出射光垂直入射到光谱仪的狭缝中心。本发明采用升降台、俯仰台、光源夹具等构成精密位移控制系统，保证光谱仪校准所需条件。00274紫外光谱仪校准技术目前紫外光谱仪主要测量光源光波长，输出信号为探测器的直接响应，没有考虑探测器的光谱响应率、光栅衍射效率、转折镜等因素对光辐射测量的影响。本发明利用紫外标准波长源对紫外光谱仪进行波长定标后，利用氘灯/卤钨灯对紫外光谱仪进行了光辐射定标，保证了数据的准确可靠。00285数据采集及处理技术校准后的紫外光谱仪可用来测量光源的相对光谱功率，为得到光源的各波段能量分布。
17、，本发明采用分部积分求面积的方法，计算各波段的辐射能量。附图说明0029图1为本发明发射机光抑制比测量原理框图。0030图2为本发明空间耦合装置示意图。0031图3为本发明紫外光谱仪波长校准系统示意图。0032图4为本发明紫外光谱仪辐射校准系统示意图。0033图5为本发明紫外调制光源相对光谱功率。具体实施方式0034以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。0035实施例10036本发明提供一种紫外光通信发射端机可见光抑制比测试方法，其中，包括以下步骤0037步骤1驱动待测发射机发射调制信号，利用校准后的紫外光谱仪对调制信号220NM780NM波段光谱进行扫描，得到220NM380NM紫。
18、外波段和380NM780NM可见光波段的辐射能量分布；0038步骤2通过积分方法计算分别求得380NM780NM可见光段的光谱辐射能量和220NM780NM整个谱段的全部光谱总辐射能量；0039步骤3计算可见光抑制比说明书CN104135319A4/6页6其中，可见光段的光谱的范围为380NM780NM的光；整个谱段的全部光谱的范围为220NM780NM；0040步骤4通过对辐射面多个位置进行测量求出各个测量点的可见光抑制比平均值。0041上述方法中，所述步骤1之前还执行校准待测发射机发出包含可见光谱的紫外光谱信号的步骤；具体为将待测发射机发出包含可见光谱的紫外光谱信号经过测量窗口，进入空间光。
19、学耦合装置并将辐射的光谱信号耦合至紫外光谱仪的入射狭缝，实时驱动光谱仪实现光栅扫描。0042上述方法中，所述测量窗口设置有多个测量孔，使紫外光谱信号顺利通过所述测量窗口。0043上述方法中，将所述紫外光谱仪狭缝端用光纤作为辐射光输入的传输介质，由聚光物镜收集辐射光再耦合至所述光纤，实现与所述入射狭缝的耦合。0044上述方法中，首先对紫外光谱仪进行波长校准，校准过程为将532NM激光频率锁定在碘分子的超精细谱线上，并通过外部倍频腔得到266NM激光，然后利用266NM激光器输入到紫外光谱仪入射狭缝，校准紫外光谱仪波长；然后利用氘灯和卤钨灯对紫外光谱仪的辐射进行定标，将氘灯固定在光源夹具上，调节升。
20、降台和俯仰台，使氘灯出射光垂直入射到紫外光谱仪狭缝中心，利用氘灯200NM380NM的标准数据校准光谱仪，将氘灯用卤钨灯替换，校准光谱仪在380NM780NM的辐射；最后利用校准后的紫外光谱仪扫描被测调制光源光谱，得到380NM780NM可见光段的光谱辐射能量和220NM780NM整个谱段的全部光谱总辐射能量。0045上述方法中，所述积分方法为利用分部积分的方法得到不同波长范围内相对光谱功率曲线与横轴之间的面积，计算分别求得380NM780NM可见光段的光谱辐射能量和220NM780NM整个谱段的全部光谱总辐射能量。0046进一步而言，本发明将可见光段380NM780NM辐射能量与辐射出的全部。
21、光谱220NM780NM辐射能量的比值定义为“可见光抑制比”，作为衡量发射端机性能的考核性参数，如公式一所示，公式一00470048发射端机光源发出的光是经过调制的，直接采用辐射计或功率计测量发射机的总辐射功率和可见光段辐射功率均比较困难，本发明将采用光谱仪对可见光段和紫外段分别测量光谱辐射功率，通过求积分分别获得可见光段辐射能量和光源总辐射能量。校准装置主要由待测发射机10、空间光耦合装置11、紫外光谱仪12、信号驱动卡14和计算机系统13组成，工作原理如图1所示。0049校准过程驱动待测发射机10发出包含可见光谱的紫外光谱信号，信号经过测量窗口测量窗口上有多个测量孔，使信号顺利通过测量窗口。
22、，进入空间光学耦合装置11并将辐射的光谱信号耦合至光谱仪的入射狭缝，实时驱动特制的光谱仪实现光栅扫描，从而获得待测发射机在220NM780NM整个谱段的光谱辐射强度分布。通过积分计算分别求得说明书CN104135319A5/6页7可见光段380NM780NM光谱辐射强度和整个光谱范围总辐射强度，由公式一计算发射机的可见光抑制比。最后通过多组测量求出各个测量点的可见光抑制比平均值作为最终结果。0050由于当前紫外光通信系统光源为真空气体放电灯，由其构成的发射机辐射面积较大一般均100MM200MM，而用于探测的光谱仪入射狭缝较小一般为12MM01MM，因此制作高精度、高效光学耦合装置比较困难。本。
23、发明在紫外光谱仪狭缝端用光纤作为辐射光输入的传输介质，实现与狭缝的耦合；由聚光物镜收集辐射光再耦合至光纤。考虑到辐射源可能过大，将对辐射面多个位置进行测量获得各位置的可见光抑制比，如图2所示，图2中，光纤为24，21为发射端机，22为测量窗口，23为紫外光谱仪最后通过平均获得整个发射机的可见光抑制比。0051紫外光谱仪23出厂时没有进行光辐射校准，测量结果未进行修正，不能准确测量发射端机21的光谱辐射，因此，在进行“可见光抑制比”测试之前，需要对紫外光谱仪23进行校准。本发明的紫外光谱仪校准系统主要由266NM紫外标准波长源、光辐射校准系统构成。整个装置的工作过程为首先利用266NM紫外标准波。
24、长源校准紫外光谱仪的波长，如图3所示，图中31为伺服控制系统，532NM基频光32经过稳频系统33后，频率锁定在碘分子的超精细谱线上，然后通过外部倍频系统34得到266NM激光。266NM激光波长准确度优于1PM，满足紫外光谱仪35的校准需求，而且532NM基频光可溯源至中国计量院，保证数据的准确可靠。0052然后利用氘和卤钨灯对紫外光谱仪的辐射进行定标，如图4所示，将氘灯43固定在光源夹具44上，调节升降台46和俯仰台45，使氘灯43出射光垂直入射到紫外光谱仪48狭缝中心，利用氘灯43的200NM380NM的标准数据校准光谱仪。将氘灯43用卤钨灯42替换，校准光谱仪在380NM780NM的辐。
25、射。为实现量值溯源，保证数据的准确可靠，图4中41为保护罩。0053最后利用校准后的紫外光谱仪扫描被测调制光源光谱，得到调制光源的相对光谱功率，如图5所示，利用分部积分的方法得到不同波长范围内相对光谱功率曲线与横轴之间的面积如图5中阴影所示，即得到调制光源在不同波长范围内的相对光谱能量。为检测紫外光通信发射端机可见光能量占总能量的比重，可分别计算380NM780NM范围及220NM780NM范围内的能量，然后将两者比值作为紫外光通信发射端机可见光占整个光谱的比重。0054采用上述方案00551首次提出利用“可见光抑制比”作为紫外光通信发射端机保密性的考核参数。00562首次提出利用校准后的紫外。
26、光谱仪测试调制光源的功率分布。00573精密位移控制技术在校准紫外光谱仪光辐射过程中，需要将氘灯/卤钨灯的出射光垂直入射到光谱仪的狭缝中心。本发明采用升降台、俯仰台、光源夹具等构成精密位移控制系统，保证光谱仪校准所需条件。00584紫外光谱仪校准技术目前紫外光谱仪主要测量光源光波长，输出信号为探测器的直接响应，没有考虑探测器的光谱响应率、光栅衍射效率、转折镜等因素对光辐射测量的影响。本发明利用紫外标准波长源对紫外光谱仪进行波长定标后，利用氘灯/卤钨灯对紫外光谱仪进行了光辐射定标，保证了数据的准确可靠。说明书CN104135319A6/6页800595数据采集及处理技术校准后的紫外光谱仪可用来测量光源的相对光谱功率，为得到光源的各波段能量分布，本发明采用分部积分求面积的方法，计算各波段的辐射能量。0060应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。说明书CN104135319A1/2页9图1图2说明书附图CN104135319A2/2页10图3图4图5说明书附图CN104135319A10。