[发明专利]信号光发射装置和光通信系统

说明书

技术领域

本发明涉及光通信领域，特别是涉及信号光发射装置及利用该信号光发射装置发射信号光的光通信系统。

背景技术

近距离自由空间的光通信由于其设施简单、成本低廉而越来越被人们所重视。美国专利US20110164884和中国专利CN102090148分别公开了一种可见光通信的装置和系统。

目前这种光通信系统的信号光发射装置有两种选择，分别是激光二极管(LD，laser diode)和发光二极管(LED，light emitting diode)。然而这两种光源分别有自己的缺点：激光二极管的优点在于光强较大，这有利于长距离信号传输，而缺点在于方向性过强，辐照范围小，因此要求接收装置的放置位置很精确；同时激光对人眼有伤害，危险性较高。发光二极管的优点在于对人眼没有伤害，而缺点在于其亮度较低，发光较分散，不利于长距离传输。

因此，需要一种对人眼无伤害的适用于长距离传输的信号光发射装置。

发明内容

本发明解决的主要技术问题是提出一种对人眼无伤害的适用于长距离传输的信号光发射装置，以及应用该信号光发射装置的光通信系统。

本发明提出一种信号光发射装置，应用于光通信系统，包括用于发射激发光的激发源和波长转换装置，该波长转换装置包括用于接收激发光并发射受激光的波长转换片和用于驱动该波长转换片相对于激发光沿预定运动轨迹周期性相对运动的驱动装置。该信号光发射装置还包括控制装置，用于控制激发光的强弱或开关，和/或控制激发光照射到波长转换片上形成的光斑在该光斑相对于该波长转换片的不同预定运动轨迹之间的切换，该不同预定运动轨迹具有不同的波长转换属性，使信号光发射装置发出的受激光或受激光与激发光的混合光的属性发生改变以形成信号光；还包括光投射装置，用于收集并投射信号光。

本发明还提出一种光通信系统，包括上述的用于发射信号光的信号光发射装置，和用于接收该信号光的信号光接收装置，该信号光接收装置可以将不同属性的信号光转换为不同的电信号。

在本发明的信号光发射装置和光通信系统，利用激发光激发波长转换装置，以及激发状态的改变以形成对人眼无伤害的适用于长距离传输的信号光。

附图说明

图1是本发明的第一实施例的示意图；

图1a是本发明第一实施例的波长转换片的正视图；

图1b和图1c是第一实施例中激发源的状态随时间变化的两个举例；

图1d是信号光强度与激发源驱动电流之间的关系示意图；

图2是本发明的第二实施例的示意图；

图3是本发明的第三实施例的波长转换片的正视图；

图4a和4b是本发明的第三实施例的两种可能的结构的示意图；

图5是本发明的第四实施例的结构示意图；

图5a是本发明的第四实施例的波长转换片的正视图；

图6是本发明的第五实施例的结构示意图。

图7是本发明的另一种波长转换片的举例的正视图。

具体实施方式

本发明的第一实施例的信号光发射装置的结构如图1所示。信号光发射装置100中，包括用于发射激发光111的激发源101，和波长转换装置，该波长转换装置由相互固定连接的波长转换片103和驱动装置105组成。其中波长转换片103用于接收激发光111并发射受激光，其正视图如图1a所示。

波长转换片103的外形被加工成圆形，上面包括沿圆周方向均匀分布的区域141，在该区域141上包括波长转换材料。有多种波长转换材料可以选择，例如荧光粉、荧光染料或量子点等，荧光粉由于发展得最为成熟而成为其中的优选材料，例如YAG:Ce荧光粉。在一些特殊的应用场合，希望信号光发射装置100发射的信号光是不可见光，这样可以避免对人视觉上的干扰，此时可以选择红外波长转换材料，使波长转换片103受激发射的光是红外光。

激发光111照射在该区域141上形成光斑111a。在本实施例中，驱动装置105是马达。波长转换片103被马达105驱动，相对于激发光111沿预定运动轨迹111b周期性相对运动。波长转换材料的发光不具有方向性和相干性，因此与激光二极管相比具有安全的优点。同时该信号光发射装置100的发光能量密度取决于激发光光斑111a的大小；只要光斑111a的尺寸足够小，则信号光发射装置100的发光亮度与发光二极管相比会具有明显的优势。因此，信号光发射装置100可以发射对人眼无伤害的适用于长距离传输的信号光。