基于全内反射透镜二次配光的水下LED通信研究

作者：王涛^*; 韩彪; 史魁; 吴亚风; 郑运强^*; 韩毅; 谢小平; 汪伟^*; 孟佳成

来源：光学学报, 2019, 39(08): 51-56.

• 光通信
• 无线光通信
• 水下光通信
• 蓝绿光通信
• 全内反射透镜

蓝绿LED通信被认为是解决水下近距离高速无线数据传输的有效手段。然而由于LED发散角较大,造成通信链路的几何损耗增加,制约了水下LED通信距离的提升。针对这一问题,提出了一种基于全内反射(TIR)透镜压缩水下LED通信阵列光源出射角的方法,将LED通信光源的出射角从130°压缩到7°;利用该光源研制发射样机,在大型水池中搭建测试系统,并对发射机的性能进行测试。结果表明,所设计的通信样机在水下传输距离为16.6 m时,最大可支持23 Mbit/s的传输速率;与未采用TIR透镜时相比,在同等速率条件下,传输距离增加9.3 m。这表明基于TIR透镜二次配光的方法,可有效减小发射机出射角,降低链路损耗,增强通信系统的传输能力。这为提升水下LED通信的传输性能提供了新的技术思路。

• 单位
  中国科学院大学; 瞬态光学与光子技术国家重点实验室; 中国科学院西安光学精密机械研究所