一种白光led分频及光强控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种白光LED分频及光强控制系统，其包括白光LED光源、单色仪、聚合物分散液晶光开关、光纤光谱仪、与聚合物分散液晶光开关连接且用于向聚合物分散液晶光开关施加不同电压的电压调节器及与光纤光谱仪的输出端连接的计算机终端，单色仪、聚合物分散液晶光开关和光纤光谱仪依次设置于白光LED光源发出的白光平行光束的光传播路径上；优点是由于在白光LED光源之后设置有单色仪，因此单色仪将白光LED光源发出的白光平行光束中的各个波长细分出来；在单色仪输出的单色平行光束通过聚合物分散液晶光开关的聚合物分散液晶薄膜时，可通过调节电压调节器输出的电压实现光强调节；此外，该系统结构简单且操作方便。
【专利说明】一种白光LED分频及光强控制系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种白光LED的处理技术，尤其是涉及一种白光LED分频及光强控制系统。
【背景技术】
[0002]随着社会的飞速发展与科学技术的日新月异，人们对信息的需求和依赖程度不断提高。红外通信和无线电通信虽然得到了极大发展，但是它们在平时的应用中各有缺点，这就产生一种需要，既没有电磁干扰也不会对人体造成损害的通信方案。用室内照明的白光LED光源作为通信基站进行信息无线传输的技术——白光无线通信，与传统的红外通信和无线电通信相比，白光无线通信具有较明显的优势，因此在国内外白光无线通信技术已成为研究热点之一，是一项具有广阔发展前景的新兴技术。
[0003]目前，光通信系统一般采用强度调制直接检测，发射端以光强度信号输出，在接收端采用PIN等光电探测器将接收到的光强度信号转变成电流信号，这种方法是对白光LED的整体光强进行改变。如果能对白光LED波长进行细分，将细分出来的某一波长的光强单独进行光强强弱的设定，则一方面可以增加通讯的信道；另一方面，不同波长的光在传输和调制过程中可能会有不同的衰减，因此通过单独调节补偿不同波长的光强不会影响其它波长的传输和调制。因此，有必要研究一种能够对白光LED进行分频及光强控制的技术。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本低、操作方便的白光LED分频及光强控制系统。
[0005]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种白光LED分频及光强控制系统，其特征在于包括白光LED光源、单色仪、聚合物分散液晶光开关、光纤光谱仪、与所述的聚合物分散液晶光开关连接且用于向所述的聚合物分散液晶光开关施加不同电压的电压调节器及与所述的光纤光谱仪的输出端连接的计算机终端，所述的单色仪、所述的聚合物分散液晶光开关和所述的光纤光谱仪依次设置于所述的白光LED光源发出的白光平行光束的光传播路径上，即白光LED光源、单色仪、聚合物分散液晶光开关、光纤光谱仪顺次摆放在同一水平线上，并按白光LED光源发出的白光平行光束的中心校准，使光束依次通过单色仪、聚合物分散液晶光开关和光纤光谱仪的中心，所述的白光LED光源发出的白光平行光束通过所述的单色仪后形成为单色平行光束，所述的单色仪输出的单色平行光束通过所述的聚合物分散液晶光开关后由所述的光纤光谱仪的输入端接收。
[0006]所述的白光LED光源采用单芯片白光LED光源；也可以采用其他白光LED光源，如多芯片白光LED光源。
[0007]所述的单色仪采用型号为WGD-100的小型光栅单色仪；也可以采用其他型号的单色仪，只要求所选用的单色仪能够准确处理白光LED光谱。
[0008]所述的光纤光谱仪采用型号为USB4000的微型光纤光谱仪，其波长范围为200?IlOOnm;也可以采用其他型号的光纤光谱仪，只要求所选用的光纤光谱仪能够准确分辨白光LED光谱。
[0009]所述的聚合物分散液晶光开关包括两层透明导电薄膜及设置于两层所述的透明导电薄膜之间的聚合物分散液晶薄膜，所述的聚合物分散液晶薄膜的中心与所述的单色仪输出的单色平行光束的中心对准。
[0010]其中一层所述的透明导电薄膜通过导线与所述的电压调节器的正电压输出端连接，另一层所述的透明导电薄膜通过导线与所述的电压调节器的负电压输出端连接，电压调节器与外部电源连接。
[0011]与现有技术相比，本发明的优点在于:该白光LED分频及光强控制系统包括白光LED光源、单色仪、聚合物分散液晶光开关、光纤光谱仪、与聚合物分散液晶光开关连接且用于向聚合物分散液晶光开关施加不同电压的电压调节器及与光纤光谱仪的输出端连接的计算机终端，且单色仪、聚合物分散液晶光开关和光纤光谱仪依次设置于白光LED光源发出的白光平行光束的光传播路径上，一方面，由于在白光LED光源之后设置有单色仪，因此白光LED光源发出的白光平行光束通过单色仪后被分频为单色平行光束，即单色仪将白光LED光源发出的白光平行光束中的各个波长细分出来；另一方面，在单色仪输出的单色平行光束通过聚合物分散液晶光开关的聚合物分散液晶薄膜时，可通过调节电压调节器输出的电压实现光强调节，随意控制光强并且具体到控制各单色光光强；此外，该系统结构简单，且操作方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本发明的白光LED分频及光强控制系统的组成示意图；
图2为转动单色仪的螺杆，从波峰在518.08nm处开始至波峰在618.58nm处结束，每相隔20nm (有误差)波长保存的多幅函数图像读取至同一函数坐标上得到的结果示意图；
图3为波峰在518.0Snm处的波长与强度的函数图像，在调节电压调节器使强度升到40000后得到的结果不意图；
图4a为从左到右波峰所在横坐标依次为518.08 nm、538.31 nm、558.39 nm、578.34nm、598.53 nm、618.58 nm处的波长与强度的函数图像中的强度统一调节至40000后，读取各幅函数图像至同一函数坐标中的结果示意图；
图4b为读取各原图像，即波峰所在横坐标依次为518.08 nm、538.31 nm、558.39 nm、578.34 nm、598.53 nm、618.58 nm处未经调节波长时的波长与强度的函数图像，至图4a中后得到的结果示意图；
图5为将白光LED分频及光强控制系统中的单色仪去掉，即未分频，只改变电压的波长与强度的函数图像。
【具体实施方式】
[0013]以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
[0014]本发明提出的一种白光LED分频及光强控制系统,如图1所不,其包括白光LED光源1、单色仪2、聚合物分散液晶光开关3、光纤光谱仪4、用于向聚合物分散液晶光开关3施加不同电压的电压调节器6及与光纤光谱仪4的输出端连接的计算机终端5，聚合物分散液晶光开关3包括两层透明导电薄膜及设置于两层透明导电薄膜之间的聚合物分散液晶薄膜，其中一层透明导电薄膜通过导线与电压调节器6的正电压输出端连接，另一层透明导电薄膜通过导线与电压调节器6的负电压输出端连接，电压调节器6与外部电源连接，单色仪2、聚合物分散液晶光开关3和光纤光谱仪4依次设置于白光LED光源I发出的白光平行光束的光传播路径上，聚合物分散液晶光开关3的聚合物分散液晶薄膜的中心与单色仪2输出的单色平行光束的中心对准，即白光LED光源1、单色仪2、聚合物分散液晶光开关3、光纤光谱仪4顺次摆放在同一水平线上，并按白光LED光源I发出的白光平行光束的中心校准，使光束依次通过单色仪2、聚合物分散液晶光开关3和光纤光谱仪4的中心，白光LED光源I发出的白光平行光束通过单色仪2后成为单色平行光束，即被分频(分成了不同频段的光)，单色仪2输出的单色平行光束通过聚合物分散液晶光开关3后由光纤光谱仪4的输入端接收，而通过调节电压调节器6输出的电压可在单色平行光束通过聚合物分散液晶光开关3的聚合物分散液晶薄膜时电控光强，达到改变电压随意控制光强的效果。
[0015]在本实施例中，白光LED光源I采用单芯片白光LED光源；也可以采用其他白光LED光源，如多芯片白光LED光源；单色仪2采用型号为WGD-100的小型光栅单色仪；也可以采用其他型号的单色仪，只要求所选用的单色仪能够准确处理白光LED光谱；光纤光谱仪4采用型号为USB4000的微型光纤光谱仪，其波长范围为200?IlOOnm ;也可以采用其他型号的光纤光谱仪，只要求所选用的光纤光谱仪能够准确分辨白光LED光谱。
[0016]使用该白光LED分频及光强控制系统实现白光LED分频及光强控制的过程为:
I)打开白光LED光源，此时可以在计算机终端上看到波长与强度的函数图像；然后转
动单色仪的螺杆，此时在计算机终端上看到波长与强度的函数图像上波长左右移动，同时强度上下波动，从波峰在518.0Snm处开始，每相隔20nm (有误差)波长保存一幅函数图像，至波峰在618.58nm处结束；再将保存的多幅函数图像读取至同一函数坐标上，如图2所示，从左到右波峰所在横坐标依次为 518.08 nm、538.31 nm、558.39 nm、578.34 nm、598.53 nm、618.58 nm。
[0017]2)转动单色仪的螺杆，获得波峰在518.08nm处的波长与强度的函数图像；然后打开电源，调节电压调节器使强度升到40000，载入电压调节器调节之前的波长与强度的函数图像，如图3所示。
[0018]3)调节电压调节器，从左到右波峰所在横坐标依次为518.08 nm、538.31 nm、
558.39nm、578.34 nm、598.53 nm、618.58 nm处的波长与强度的函数图像中的强度统一调节至40000处,读取各幅函数图像至同一函数坐标中，如图4a所示；再读取各原图像至图4a中，得到的结果如图4b所示，从左到右波峰所在横坐标依次为518.08 nm、538.31 nm、
558.39nm、578.34 nm、598.53 nm、618.58 nm。
[0019]图5给出了将该白光LED分频及光强控制系统中的单色仪去掉，只改变电压的波长与强度的函数图像。图5中，纵坐标从大到小电压依次为100v、90v、80v、70v、60v、50v、40V、30V、20V、10V、0V，由于没有对白光LED光源发出的光进行分频，因此波长范围很宽。
[0020]比较图2、图4a和图5，图2中整体呈波浪形，波长左右移动，光强上下波动，这是因为旋转单色仪的螺杆对白光LED进行了分频；图4a中光强强度一致，都在40000处，这是由调节电压调节器控制聚合物分散液晶光开关引起的效果；图5中各曲线形状相似，只是光强强度在同一波长处或大或小，这是因为去掉了单色仪，未能实现分频效果，只能通过调节电压调节器控制聚合物分散液晶光开关，然后控制光强。
【权利要求】
1.一种白光LED分频及光强控制系统，其特征在于包括白光LED光源、单色仪、聚合物分散液晶光开关、光纤光谱仪、与所述的聚合物分散液晶光开关连接且用于向所述的聚合物分散液晶光开关施加不同电压的电压调节器及与所述的光纤光谱仪的输出端连接的计算机终端，所述的单色仪、所述的聚合物分散液晶光开关和所述的光纤光谱仪依次设置于所述的白光LED光源发出的白光平行光束的光传播路径上，所述的白光LED光源发出的白光平行光束通过所述的单色仪后成为单色平行光束，所述的单色仪输出的单色平行光束通过所述的聚合物分散液晶光开关后由所述的光纤光谱仪的输入端接收。
2.根据权利要求1所述的一种白光LED分频及光强控制系统，其特征在于所述的白光LED光源采用单芯片白光LED光源。
3.根据权利要求2所述的一种白光LED分频及光强控制系统，其特征在于所述的单色仪采用型号为WGD-1OO的小型光栅单色仪。
4.根据权利要求3所述的一种白光LED分频及光强控制系统，其特征在于所述的光纤光谱仪采用型号为USB4000的微型光纤光谱仪，其波长范围为200?llOOnm。
5.根据权利要求4所述的一种白光LED分频及光强控制系统，其特征在于所述的聚合物分散液晶光开关包括两层透明导电薄膜及设置于两层所述的透明导电薄膜之间的聚合物分散液晶薄膜，所述的聚合物分散液晶薄膜的中心与所述的单色仪输出的单色平行光束的中心对准。
6.根据权利要求5所述的一种白光LED分频及光强控制系统,其特征在于其中一层所述的透明导电薄膜通过导线与所述的电压调节器的正电压输出端连接，另一层所述的透明导电薄膜通过导线与所述的电压调节器的负电压输出端连接。
【文档编号】H04B10/25GK103516436SQ201310472776
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年10月11日 优先权日:2013年10月11日
【发明者】段天臣, 陶卫东, 颜飞彪, 何如双, 张斌, 潘雪丰, 董建峰, 张玲芬 申请人:宁波大学