发散光束通信系统的制作方法

文档序号:12289712阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种设备,该设备包括:

调制器;以及

光发送器,该光发送器耦接至所述调制器并且被配置为发出所述调制器要用数据进行调制的光束,所述光发送器因此被配置为发出承载所述数据并且没有人为限制的所述光束以用于由光接收器接收,该光接收器被配置为从所述光束中检测并恢复所述数据,

其中所述光发送器被配置为按大于0.1度的发散角并且按小于0.05%的光子效率发出所述光束,所述光子效率将可由所述光接收器检测的所述光束的光子的数目与由所述光发送器发出的所述光束的光子的数目联系起来。

2.根据权利要求1所述的设备,其中所述光发送器被配置为发出所述光束包括被配置为发出指向反射器的入射光束以通过所述入射光束的反射来产生反射光束,所述光发送器被配置为为了由所述光接收器接收所述反射光束而发出所述入射光束。

3.根据权利要求1所述的设备,其中所述光发送器包括被配置为发出所述光束的发射器的阵列,所述阵列的尺寸大于在所述光发送器处的所述光束的光斑尺寸。

4.根据权利要求3所述的设备,其中所述光发送器还包括光学器件,通过该光学器件,发射器的阵列被配置为发出所述光束,所述阵列的所述发射器被配置为发出相应的准直光束但是由于所述阵列的空间范围而具有不同的角度,所述阵列由此被配置为产生由所述相应的准直光束组成并且其发散角是通过所述阵列的尺寸和所述光学器件的焦距来设置的所述光束。

5.根据权利要求3所述的设备,其中所述光发送器还包括光学器件,通过该光学器件,所述发射器的阵列被配置为发出所述光束,所述阵列远离所述光学器件的焦点,所述阵列的所述发射器被配置为发出相应的发散光束,所述阵列由此被配置为产生由所述相应的发散光束组成的所述光束,并且其发散角是通过所述阵列的尺寸以及由于所述阵列远离所述光学器件的焦点的情形而导致的失焦的程度来设置的。

6.根据权利要求3所述的设备,其中所述光发送器被配置为执行复用以为多个光接收器服务。

7.根据权利要求1所述的设备,其中所述光发送器被配置发出具有可调节焦点或散光的所述光束,所述可调节焦点使得能实现对所述光束在离所述光发送器的给定距离处的直径的调节,并且所述散光使所述光束具有不同的垂直和水平发散。

8.根据权利要求1所述的设备,该设备还被配置为发送用于所述光发送器和光接收器的定向的心跳信号,所述心跳信号被调制以承载或者指示所述光发送器的位置,或者发送用于使所述光接收器将其位置或其位置的指示返回给所述光发送器的信号。

9.一种设备,该设备包括:

解调器;以及

光接收器,该光接收器耦接至所述解调器并且被配置为检测承载所述解调器要恢复的数据的光束,所述光接收器被配置为检测从光发送器发出并且没有人为限制的所述光束,该光发送器被配置为发出用所述数据调制的所述光束,

其中所述光接收器被配置为检测以大于0.1度的发散角并且以小于0.05%的光子效率发出的所述光束,所述光子效率将所述光接收器可检测的所述光束的光子的数目与由所述光发送器发出的所述光束的光子的数目联系起来。

10.根据权利要求9所述的设备,其中所述光接收器被配置为至少在所述光接收器不具有到所述光发送器的视线的一些实例中检测所述光束。

11.根据权利要求9所述的设备,该设备包括具有所述光接收器的光接收器的阵列,或者所述光接收器包括被配置为检测所述光束的检测器的阵列,并且

其中所述光接收器的阵列的光接收器或所述检测器的阵列的检测器被配置为基于它们相对于所述光发送器的定向而选择性地激活和停用。

12.根据权利要求9所述的设备,其中所述光束包括入射光束以及通过所述入射光束的反射产生的反射光束,所述光接收器在至少一个实例中被配置为优先地检测所述反射光束,并且避免所述入射光束的直接检测。

13.根据权利要求9所述的设备,其中所述光接收器包括被配置为检测所述光束的检测器的阵列,所述阵列的尺寸大于在所述光发送器处的所述光束的光斑尺寸。

14.根据权利要求13所述的设备,其中所述光束被空间复用以为多个光接收器服务,所述检测器的阵列是按照检测器的图案布置的,所述检测器的图案对应于被独立地调制的所述光发送器的发射器的图案。

15.根据权利要求9所述的设备,该设备还包括波长特定或波长可调谐滤光器,以使得所述光接收器能够检测被光谱复用以为多个光接收器服务的所述光束。

16.根据权利要求9所述的设备,其中所述光接收器被配置为检测具有可调节焦点的所述光束以促进所述光接收器与所述光束的特性相匹配,所述可调节焦点在至少一个实例中包括所述光接收器在所述光发送器与光接收器之间的某个中间点处的焦点。

17.根据权利要求9所述的设备,该设备还被配置为接收用于所述光接收器和光发送器的定向的心跳信号,所述心跳信号被调制以承载或者指示所述光发送器的位置,或者发送用于使所述光接收器将其位置或其位置的指示返回给所述光发送器的信号。

18.根据权利要求9所述的设备,其中所述光接收器包括被配置为捕获所述光束的一部分的相机,以及电子装置,所述相机被配置为与电子装置进行通信以基于所述光束的所捕获的部分来驱动粗略或精细转向,以至少部分地定向所述光接收器和光发送器。

19.根据权利要求9所述的设备,其中所述光接收器包括被定位在所述光接收器的限制孔径的周边附近并且被所述光接收器的限制孔径遮蔽的多个光电二极管,所述光电二极管被配置为检测所述光束的相对功率,所述光接收器还包括电子装置,所述光电二极管被配置为与所述电子装置进行通信以基于所述光束的所述相对功率来驱动粗略或精细转向,以至少部分地定向所述光接收器和光发送器。

20.一种方法,该方法包括:

用数据对光束进行调制;以及

由光发送器发出承载所述数据并且没有人为限制的所述光束以用于由光接收器接收,该光接收器被配置为从所述光束中检测并恢复所述数据,

其中所述光接收器是以大于0.1度的发散角并且以小于0.05%的光子效率发出的,所述光子效率使由所述光接收器可检测的所述光束的光子的数目与由所述光发送器发出的所述光束的光子的数目联系起来。

21.根据权利要求20所述的方法,其中发出所述光束包括发出指向反射器的入射光束以通过所述入射光束的反射来产生反射光束,所述入射光束是为了由所述光接收器接收所述反射光束而发出的。

22.根据权利要求20所述的方法,其中所述光束由所述光发送器的发射器的阵列发出,所述阵列的尺寸大于在所述光发送器处的所述光束的光斑尺寸。

23.根据权利要求22所述的方法,其中所述光束由所述发射器的阵列通过光学器件发出,所述阵列的所述发射器发出相应的准直光束,但是准直光束由于所述阵列的空间范围而具有不同的角度,所述阵列由此产生由所述相应的准直光束组成并且其发散角是通过所述阵列的尺寸和所述光学器件的焦距来设置的所述光束。

24.根据权利要求22所述的方法,其中所述光束由所述发射器的阵列通过光学器件发出,所述阵列远离所述光学器件的焦点,所述阵列的所述发射器发出相应的发散光束,所述阵列由此产生由所述相应的发散光束组成并且其发散角是通过所述阵列的尺寸以及由于所述阵列远离所述光学器件的焦点的情形而导致的失焦的程度来设置的所述光束。

25.根据权利要求22所述的方法,该方法还包括:

执行复用以为多个光接收器服务。

26.根据权利要求20所述的方法,其中所述光束是按照可调节焦点或散光发出的,所述可调节焦点使得能实现对所述光束在离所述光发送器的给定距离处的直径的调节,并且所述散光使所述光束具有不同的垂直和水平发散。

27.根据权利要求20所述的方法,该方法还包括:

发送用于所述光发送器和光接收器的定向的心跳信号,所述心跳信号被调制以承载或者指示所述光发送器的位置,或者发送用于使所述光接收器将其位置或其位置的指示返回给所述光发送器的信号。

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