一种紫外光通信接收端机背景光抑制比测试装置及方法
【专利摘要】本发明提供一种紫外光通信接收端机背景光抑制比测试装置及方法，其中所述装置包括266nm/325nm激光器、光衰减器、声光调制器、至少二个光阑、扩束/准直镜、函数发生器、探测器及锁相放大器、待接收机相互连接相互通讯。采用探测器和锁相放大器探测紫外调制光功率，保证数据的准确可靠。
【专利说明】一种紫外光通信接收端机背景光抑制比测试装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于紫外光通信接收端机背景光抑制比测试【技术领域】，尤其涉及的是一种 紫外光通信接收端机背景光抑制比测试方法。
【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。紫外光的调制与接收是紫外光 通信和其他常用通信方式的主要区别点，国内工程化的接收机多采用光电倍增管（PMT)作 为探测器，并在探测器前放置窄带滤光片，以达到抑制背景光的目的。但是，现阶段所采用 的这些紫外滤光技术无法完全抑制白天太阳光的影响，接收机对于日盲区以外的光谱仍具 有一定灵敏度。接收机对于日盲区内外的光谱灵敏度差异直接反映了整机昼夜工作性能差 异，对这种差异的精确测量，对提高紫外滤光片的研制水平以及紫外接收机的全天候通信 性能非常重要。
[0003] 为了能够定量的描述背景光对接收机工作性能的影响，本发明提出将接收机在日 盲区波段的响应率与近日盲区波段的响应率的比值定义为"背景光抑制比"，其中响应率是 指接收机输出电压幅值与输入调制光功率的比值。因此，需要产生双波段、单一性较好的紫 外调制光信号，并能够准确测量紫外调制光信号的光功率。本发明采用266nm、325nm激光 器和与之匹配的声光调制器产生标准紫外调制光，模拟紫外光通信系统发射端机的工作状 态及背景杂散光。
[0004] 现阶段产生紫外调制光的方法主要有气体放电灯内调制法、紫外LED内调制法及 紫外激光器调制法，这些方法均不能实现"背景光抑制比"的测试，主要表现在以下几个方 面：
[0005] (1)气体放电灯内调制法：由于气体放电灯是宽光谱或多谱线的，而"背景光抑制 t匕"校准用的理想光源是单谱线、窄线宽的，即使采用窄带滤光片得到气体放电灯的单一谱 线，其能量太弱，采用现有的手段无法实现量值溯源。气体放电灯随着调制速率的增大，容 易产生"连火"现象，而且光谱辐射波动较大，不适合作为校准用光源。
[0006] (2)紫外LED内调制法：在2013年申请公布的名为"一种基于紫外LED的多波段 调制光源"的发明专利（对应申请号为201310587320. 7)中，提出采用266nm、315nm波段的 紫外LED阵列产生紫外调制信号，用于模拟紫外光通信系统发射端机的工作状态及背景杂 散光，但是没有给出量值溯源的方案。如果采用紫外光功率计测试调制光的光功率，测得的 是调制光的平均功率，随着调制频率的变化测试结果准确性差异很大，如较低的调制频率 得到测试结果较差；而且测试过程容易受到外界杂散光的影响。
[0007] (3)激光器调制法：激光器调制法有内调制和外调制两种方式，内调制法采用的 是紫外脉冲激光器，将信息加载到激光器的供电电流上，由于受到脉冲重复频率的影响，调 制速率小于100kHz ;外调制法采用紫外连续激光器，在激光器后端放置声光调制器，其中 声光调制器对激光的入射角度和偏振态方向都有严格的指标要求。目前未能查询到紫外调 制光功率的测试方法，如果直接采用紫外光功率计进行测试，同样面临测试结果误差较大 的问题，无法保证量值的准确可靠。
[0008] 因此，现有技术存在缺陷，需要改进。
【发明内容】
[0009] 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接收端 机背景光抑制比测试方法。
[0010] 本发明的技术方案如下：
[0011] 一种紫外光通信接收端机背景光抑制比测试装置，其中，包括266nm/325nm激光 器、光衰减器、声光调制器、至少二个光阑、扩束/准直镜、函数发生器、探测器及锁相放大 器、待接收机相互连接相互通讯；所述266nm/325nm激光器分别输出激光分别经所述光衰 减器衰减后，分别以预定角度入射到所述声光调制器的声光晶体上产生衍射光，分别利用 光阑之一将其中的+1或-1级衍射光提取出来；然后分别通过扩束/准直镜对提取的衍射 光束进行扩束准直；光阑之二分别将扩束/准直后的激光光斑进行修整，分别利用经过定 标的所述探测器和所述锁相放大器，得到标准调制光的光功率P，移走探测器和锁相放大 器，将待测接收机放入光路，读取待测接收机的输出电压峰值U P_P，则响应率等于待测接收 机的输出电压峰值叫^与标准调制光的光功率P的比值，并计算背景光抑制比ξ，计算公式 为：
【权利要求】
1. 一种紫外光通信接收端机背景光抑制比测试装置，其特征在于，包括266nm/325nm 激光器、光衰减器、声光调制器、至少二个光阑、扩束/准直镜、函数发生器、探测器及锁相 放大器、待接收机相互连接相互通讯；所述266nm/325nm激光器分别输出激光分别经所述 光衰减器衰减后，分别以预定角度入射到所述声光调制器的声光晶体上产生衍射光，分别 利用光阑之一将其中的+1或-1级衍射光提取出来；然后分别通过扩束/准直镜对提取的 衍射光束进行扩束准直；光阑之二将扩束/准直后的激光光斑进行修整，分别利用经过定 标的所述探测器和所述锁相放大器，得到标准调制光的光功率P，移走探测器和锁相放大 器，将待测接收机放入光路，读取待测接收机的输出电压峰值U P_P，则响应率等于待测接收 机的输出电压峰侑化"与标准调制光的光功率P的比值，并计算背景光抑制比ξ，计算公式 为
2. 如权利要求1所述的紫外光通信接收端机背景光抑制比测试装置，其特征在于，所 述声光调制器是以电信号形式作用于所述声光调制器中的电声换能器上，所述电声换能器 将相应的电信号转化为变化的超声场，当光波通过声光介质时，由于声光作用，使光载波受 到调制而成为携带信息的强度调制波。
3. 如权利要求2所述的紫外光通信接收端机背景光抑制比测试装置，其特征在于，所 述声光调制器为布拉格衍射型声光调制器，其工作方式为：光束与声波波面间以预定的角 斜入射时，光波在介质中穿过多个声波面，当入射光与声波面间夹角满足预定条件时，介质 内各级衍射光会相互干涉，各高级次衍射光将互相抵消，只出现〇级和1级衍射光，即产生 布拉格衍射。
4. 如权利要求3所述的紫外光通信接收端机背景光抑制比测试装置，其特征在于，所 述锁相放大器由信号通道、参考通道和相敏检波器组成，所述信号通道将伴有噪声的待测 信号进行放大，并经过滤波对通带外的噪声进行初步滤除；所述参考通道对与待测信号同 频的参考信号进行整形和移相处理，输出与待测信号同步0°?360°连续可调相位的方 波或正弦波，并送入相敏检波器作为控制信号；所述相敏检波器用于是对待测信号和参考 信号进行乘法运算，得到待测信号和参考信号的和频与差频，再由低通滤波器滤除和频，将 交流信号变为直流信号。
5. -种紫外光通信接收端机背景光抑制比测试方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1 :266nm/325nm激光器分别输出激光分别经光衰减器衰减后，分别以预定角度入 射到声光调制器的声光晶体上产生衍射光，分别利用光阑之一将其中的+1或-1级衍射光 提取出来； 步骤2 :分别通过扩束/准直镜对提取的衍射光束进行扩束准直； 步骤3 :光阑之二分别将扩束/准直后的激光光斑进行修整，分别利用经过定标的探测 器和锁相放大器，得到标准调制光的光功率P ; 步骤4 :移走探测器和锁相放大器，将待测接收机放入光路，读取待测接收机的输出电 压峰值UP_P，则响应率等于待测接收机的输出电压峰值UP_P与标准调制光的光功率P的比 值;Up_pUp_p 步骤5 :计算背景光抑制比ξ，计算公式为：
6. 如权利要求5所述的紫外光通信接收端机背景光抑制比测试方法，其特征在于，步 骤1中的所述声光调制器是以电信号形式作用于所述声光调制器中的电声换能器上，所述 电声换能器将相应的电信号转化为变化的超声场，当光波通过声光介质时，由于声光作用， 使光载波受到调制而成为携带信息的强度调制波。
7. 如权利要求6所述的紫外光通信接收端机背景光抑制比测试方法，其特征在于，所 述声光调制器为布拉格衍射型声光调制器，其工作方式为：光束与声波波面间以预定的角 斜入射时，光波在介质中穿过多个声波面，当入射光与声波面间夹角满足预定条件时，介质 内各级衍射光会相互干涉，各高级次衍射光将互相抵消，只出现〇级和1级衍射光，即产生 布拉格衍射。
8. 如权利要求5所述的紫外光通信接收端机背景光抑制比测试方法，其特征在于，所 述步骤3中所述锁相放大器由信号通道、参考通道和相敏检波器组成，所述信号通道将伴 有噪声的待测信号进行放大，并经过滤波对通带外的噪声进行初步滤除；所述参考通道对 与待测信号同频的参考信号进行整形和移相处理，输出与待测信号同步〇°?360°连续 可调相位的方波或正弦波，并送入相敏检波器作为控制信号；所述相敏检波器用于是对待 测信号和参考信号进行乘法运算，得到待测信号和参考信号的和频与差频，再由低通滤波 器滤除和频，将交流信号变为直流信号。
【文档编号】H04B10/114GK104125011SQ201410363896
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年7月28日 优先权日:2014年7月28日
【发明者】朱兴邦, 王少水, 孙权社, 王国权, 赵发财, 郑祥亮, 韩忠 申请人:中国电子科技集团公司第四十一研究所