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UVLED紫外线在通信行业上的应用

2023-08-10

地球大气层充斥了许多被地球引力束缚的气体分子和悬浮颗粒等大气气溶胶,大气中粒子密度随高度增加而减小,实际粒子的分布依赖大气层条件,这些大气层粒子和所穿有穿过辐射带传播的辐射场发生相互作用,最基本的效应就是功率损耗和波前畸变。


       UVLED紫外光通信是利用波长为200nm~280nm这个波段的进行的。简单的无线紫外光通信系统与无线电系统的结构大致相同。待传送的信号经过编码器编码后,加载到调制器上,调制器的激励电流就随着信号的变化规律变化,激光器的输出信号经过调制器之后,相关的参数(强度、相位、振幅和偏振)就会按照相应的规律变化。最后经过光学天线变换为发散角很小的已凋光束向空间发射出去。接收端接收到已调光束之后,首先经过光检测器转换成射频电流,然后馈入射频检波器,最后由解码器解调出原来的信号。其中激光器相当于无线电通信中的射频发生器。发射机和接收机的光学天线相当于无线电天线。所不同的是紫外光通信采用光频电磁波作为通信的载波。光学天线其实就是望远镜,相当于无线电通信中的天线,但明显的是尺寸的缩小。


       UVLED紫外光通信主要是以大气散射和吸收为基础,利用中紫外波段的紫外光进行的通信,是常规通信的一种重要补充。与常规通信方式相比,紫外光通信有其独有的优点: 


      (1)系统抗干扰能力强。 


      (2)全天候工作。 该系统工作在日盲区(200~300nm),而地表在这个波段辐射很少,可以全天候工作。 


      (3)数据传输的保密性高。 


       由于大气的强吸收作用,系统辐射的紫外光通信信号的强度按指数规律衰减,这种强度衰减是距离的函数。因此,可根据通信距离的要求来调整系统的辐射功率,使其在通信范围之外的辐射功率衰减至最小,提高传输保密性; 


      (4)可用于非视距通信。 


       由于大气中存在大量的粒子,紫外辐射在传输过程中存在较大的散射现象,这种散射特性使紫外光通行系统能以非视距方式(Non-Line of sight,NLOS)传输信号,从而能适应复杂的地形环境,克服了其他自由空间光通信系统必须工作在视距(Line of sight)。 


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 (滤波片BPF-UB1T2光谱图)  

       UVLED紫外线在通信系统为人们提供一种新的宽带接入技术,利用光谱来突破带接入的瓶颈。随着高速本地网络互联需求不断的增大,对于不同的应用场合和不同的用户需求,通过合理的配置系统来实现对可靠性的要求。

据中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所的刘文科研究员介绍,封闭式无土栽培中易造成自毒物质累积,而TiO2光催化可降解基质栽培营养液中的根分泌物和稻壳降解产物,太阳光仅含3%的紫外光、设施覆盖材料如玻璃的过滤掉60%以上,无法在设施内应用;蔬菜反季节栽培冬季低温寡照使之效率低且稳定性差,无法满足设施蔬菜工厂化生产的需求。

世界各国都在积极研究利用UVLED作为组培光源的可行性。在单色光对组培苗的影响方面,研究发现,红光UVLED能促进兰花组培苗叶片生长,但叶绿素含量、茎和根的干重比荧光灯略低。通过使用UVLED补充单色红光或远红光来改变光质,进而控制马铃薯组培苗茎的长度与生长状况。研究认为,单独红光UVLED,菊花组培苗茎过分伸长导致茎杆脆弱,其他重要指标也降低了,总体上不利于植物正常生长发育。主要原因是单色红光导致了系统可利用的光能分布不平衡,抑制了茎的生长。研究发现,纯红光UVLED处理下所有基因型的葡萄组培苗,其株高与节间长度明显比荧光灯处理的长,但叶绿素含量以及叶片气孔数目以单色蓝光UVLED处理的为最高,红光UVLED处理的为最低。这说明植物株高与生根比例有直接关系,长波长的红光是葡萄根形态建成所必需的。