紫外光通信系统是一种新型的通信手段,与常规的通信系统相比,紫外光通信具有灵活、低窃听、全方位、非视距通信的独特优势。由于紫外线主要以散射方式传播,并且传播路径有限,采用紫外光通信系统具有一定的绕过障碍物的能力,非常适用于近距离抗干扰的通信环境。

 

紫外光通信既可以补足传统光通信不能进行非视距通信,受气候影响严重的缺陷,也可以弥补传统无线及有线通信需要部署线路和基站等灵活性差的不足,是一种极具发展潜力的通信手段,尤其是军事通信方面。

 

美军一直将光通信视为实现全域军事接入的重要能力。从2006年成功演示浮空器和地面终端之间的80Gbps自由空间光通信(FSO)系统开始,到更远固定距离演示,之后是空对地移动测试,以及2012年的移动空对地FSO网络演示,通过这项技术的研发,美军现在已经建立了一系列能力,可以组合起来满足特定任务需求。在取得这些进展的同时,美军还在支持天基系统、高空平台以及地基和水下光通信研究。

 

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海洋资源的开发和采集几乎与水下通信密不可分,水下通信技术的研究引起了人们的广泛重视,采用紫外光通信和声光组合通信方式,更具体地说,是自由空间光调制解调器与水声通信调制解调器集成,以利用这两种技术的协同效益。通信距离将由声学提供,光学调制解调器将提供更大的带宽。不可见的紫外光,与组合式声-光工作概念相结合后,在实现水下隐蔽通信方面具有巨大潜力。国防技术专家正在为新的AUV概念而关注这一领域。

 

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早期的紫外光通信系统采用气体放电灯作光源,限制了紫外光通信的发展。进入21世纪后,美国国防先进研究计划局先后在2002年和2007年启动了开发半导体紫外光源项目和深紫外雪崩光电二极管项目,加快了小型化紫外光源和紫外探测器的发展。2000年以来,紫外LED凭借其体积小、发散角可定制、散热方便等优势成为紫外光通信的主要光源,同时基于紫外光电倍增管和雪崩光电二极管的紫外探测器凭借其响应快、敏感度高、放大倍数等优势成为紫外光通信中的主要探测装置。

 

至芯半导体的研究人员经大量研究实验发现以AlN为模板制作的深紫外芯片,其通讯速度更快,而且体积也可以做到比传统的LED更小。通过小型芯片的集成有利于提高光通信技术的功率和速度。

 

由此可见,紫外线通信系统作为新型通信手段,其具有抗干扰能力强、保密性好、非视距通信以及全方位通信等优点,可应用在无线通信、有线通信、光纤通信等不能用的复杂环境中。目前紫外线通信的许多技术已在研发中,并逐步在军事、娱乐、生活中的场景领域进行测试应用。