基于蓝绿激光器的激光通信系统研究

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地球超过70%由海洋覆盖,随着科学探索、世界经济、军事国防等的需求,人们进行着越来越多的海洋水下作业。无论是从商业还是军事方面考虑,水下无线通信技术对人类探索和开发海洋资源具有十分关键的作用。目前可用的水下通信手段主要包括超/甚低频无线通信、水声通信和蓝绿激光通信。水下蓝绿激光通信相较于前两者因具有更高的数据带宽、速度快、通信容量大、保密性好、抗电磁干扰能力强等特点而成为近年来水下通信研究的重点。  本文主要对水下无线光通信系统进行了理论研究,并基于实验室的蓝绿激光器设计了激光通信系统。文章的主要内容如下:  首先对当前国内外水下无线激光通信技术的研究现状进行了分析;其次,分析了海水信道特性和对比了当前较常见的几种水下通信方法;然后介绍了水下无线光通信系统的一些关键技术,重点分析了水下无线光通信的调制解调技术。最后基于实验室的半导体蓝光激光器和高功率绿光固体激光器进行了无线光通信系统的设计和验证,所设计的系统成功进行文本传输和实时语音传输实验。  主要创新点:  1、提出一种简单的由一般OOK非归零码(NRZ-OOK)转化成OOK归零码(RZ-OOK)的产生方式,以及简单的逆向过程实现方案。  2、针对带宽资源较大而对带宽利用率要求不高的应用,我们重新定义了OOK归零码信号,在牺牲带宽利用率的情况下,新定义的RZ-OOK的实现方式变得简单,运用起来更灵活。  3、本文修改了一般DPIM调制的定义,重新定义的DPIM调制方式能够更充分地利用具有低脉冲重复频率的高功率固体绿光激光器的调制带宽资源。
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