[发明专利]水下无线光发射系统、方法和水下无线光通信系统

说明书

本发明实施例是关于一种水下无线光发射系统、方法和水下无线光通信系统。包括：发射机构，包括多个发射不同波长的激光发射器；多模光纤合束器；光纤准直器，将光束调整为直线性光束信号发出；控制模块，控制多个激光发射器间隔预设时间发出多个不同波长的初始光束；光电功率探测器，接收初始光束，获取功率值最大的初始光束对应的光源信息发送至控制模块；控制模块控制与其对应的激光发射器发出通信光束；调制机构，接收通信数据对通信光束进行调制以得到携带通信信号的调制光束。本发明实施例利用不同光波长在不同海水环境的传输性能，针对不同海水环境选择输出后吸收、散射损耗最小的光波长作为通信光源，以提高传输效率、实现高质量通信。

技术领域

本发明实施例涉及水下无线通信技术领域，尤其涉及一种水下无线光发射系统、方法和水下无线光通信系统。

背景技术

随着人们对海洋资源开发越来越重视，水下通信技术已成为人们探索海洋的关键技术。目前水下通信技术主要包括声波、RF波以及光波来实现数据的传输，与声波、RF波通信相比，以光波作为水下传输信息载体，具有抗干扰能力强，传输速率快，承载信息量大，安全性高等优点，因此水下无线光通信技术在资源勘探、环境监测、水下机器人等方面有着广泛的应用。

由于海水信道中存在一个低衰减的透光窗口，蓝绿光波段的光束在海水中传输受到的衰减作用比其他波段的光受到的衰减作用低。相关技术中通常利用蓝绿激光作为发射光源，光源器件经过驱动电路产生直流光信号，由激光调制电路将直流光信号调制到激光器上作为发射光束，使其输出带有一定速率的已调制光信号，接收端光电检测器PIN将接收到的光信号转变为电流信号，经过放大整形电路后，将信号恢复为标准波形。而只采用一种工作波长进行水下无线信息传输时，不能保证光信号在不同海水信道中都具有较小的衰减损耗，降低了系统数据传输效率，导致系统适应性较差，对通信性能产生严重影响。

因此，有必要改善上述相关技术方案中存在的一个或者多个问题。

需要注意的是，本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种水下无线光发射系统、方法和水下无线光通信系统，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。

根据本发明实施例的第一方面，提供一种水下无线光发射系统，包括：

发射机构，包括多个发射不同波长光束的激光发射器；

多模光纤合束器，用于将分别与多个激光发射器连接的多模光纤进行合束；

光纤准直器，与所述多模光纤合束器电连接，将接收到的所述光束调整为直线性光束信号发出；

控制模块，分别与所述多个激光发射器电连接，用于控制所述多个激光发射器相互间隔预设时间发出多个不同波长的初始光束；

光电功率探测器，设置在海水信道预设位置处，用于接收经过多模光纤合束器和光纤准直器后的多个不同波长的初始光束，获取功率值最大的初始光束对应的光源信息发送至所述控制模块；

所述控制模块还用于接收所述光源信息并控制与其对应的所述激光发射器发出通信光束；

调制机构，与所述发射机构电连接，用于接收所述通信数据，根据所述通信数据对所述通信光束进行调制以得到携带通信信号的调制光束，所述调制光束经过多模光纤合束器和光纤准直器后在海水信道中进行传输。

本发明的一实施例中，所述激光发射器发出的光束波长范围为400nm～680nm。

本发明的一实施例中，所述发射机构包括3个激光发射器。

本发明的一实施例中，所述3个激光发射器分别发射蓝光、绿光、红光，所述蓝光、绿光、红光的波长分别为450nm、520nm、650nm。