迟楠 1,3,4,*林显浩 1罗志腾 1徐增熠 1[ ... ]余少华 2
作者单位
摘要
1 复旦大学信息学院电磁波信息科学教育部重点实验室,上海 200433
2 鹏城实验室,广东 深圳 518055
3 上海低轨卫星通信与应用工程技术研究中心,上海 200433
4 上海市低轨卫星通信技术协同创新中心,上海 200433
可见光通信因其显著优势逐渐成为星间通信的研究热点。可见光通信能够提供丰富且无需授权的频谱资源,传输速率高,保密性强以及抗电磁干扰等。可见光激光通信器件发射功率较高、抗辐照能力强、激光束散角小,有望应用于星间大容量长距离通信链路传输。实现了集成的40路波分复用可见光激光通信系统,复用29个可见光波长,采用离散多音比特加载调制和Levin-Campello算法,达到了418.3 Gbit/s的总传输数据。针对可见光激光通信系统中的带宽受限和高频衰落的问题,该系统采用了数字预均衡技术,根据该系统的信号特点,设计了相应的佐贝尔网络,通过增强高频信号能量和减小低频信号能量实现整体通信性能的提升。实验表明,数字预均衡可显著提升可见光激光通信性能。该系统证明了可见光激光通信在星间大容量通信中的巨大潜力。
波分复用 激光通信 可见光通信 卫星通信 
激光与光电子学进展
2024, 61(7): 0706002
作者单位
摘要
香港中文大学(深圳)人工智能与机器人研究院,广东 深圳 518172
波分复用技术已被证明可以有效提高近红外波段光通信的容量,并减小通道间串扰。 然而,迄今为止,蓝绿光波段的波分复用系统仅支持有限数量的波长通道,通道间隔较大。这是因为没有适用于可见光的具有精细波长间隔的波分复用器和解复用器。为了阐述清楚这一问题,本文综述可见光波段波分复用技术的发展,特别关注基于集成光学相控阵解复用器的密集蓝绿波分复用技术的进展。最后,对目前蓝绿波分复用技术的发展趋势进行了总结和展望。
波分复用 可见光通信 蓝绿光通信 光学相控阵 解复用器 
激光与光电子学进展
2024, 61(7): 0706006
作者单位
摘要
吉林大学 电子科学与工程学院, 集成光电子学国家重点联合实验室吉林大学实验区, 吉林 长春  130012
可见光通信(VLC)技术巧妙地融合了通信和照明或显示功能,为通信提供了高效便捷的方案。有机电致发光器件(OLED)作为最接近自然阳光的人造光源,在可见光通信系统的发射端展现出巨大的应用潜力。然而,受制于有机发光染料激子辐射复合速率较慢的限制,OLED在高频信号激励时响应速度较慢。为了克服这一限制,我们提出利用微腔结构,旨在通过微腔效应增强有机发光分子的自发辐射速率,从而改善器件的频率响应。研究结果表明,特定腔长的光学微腔引发的Purcell效应能够提升特定波长的光子态密度,从而加速其自发辐射速率。这种增强效应成功地将调制带宽从4 kHz提高到7 kHz,拓展了近75%的响应频率范围。
有机电致发光器件 微腔结构 自发辐射速率 可见光通信 调制带宽 organic light-emitting device microcavity spontaneous emission rate visible light communication modulation bandwidth 
发光学报
2024, 45(3): 468
Author Affiliations
Abstract
1 Jinan University, College of Physics and Optical Engineering, Guangdong Provincial Engineering Technology Research Center of Vacuum Coating Technologies and New Energy Materials, Guangzhou Key Laboratory of Vacuum Coating Technologies and New Energy Materials, Guangzhou, China
2 Jinan University, College of Physics and Optical Engineering, Guangdong Provincial Key Laboratory of Optical Fiber Sensing and Communications, Guangzhou, China
3 Zhengzhou University, School of Physics and Microelectronics, Key Laboratory of Materials Physics of Ministry of Education, Zhengzhou, China
4 Jinan University, Key Laboratory of Optoelectronic Information and Sensing Technologies of Guangdong Higher Education Institutes, Guangzhou, China
5 Jianghan University, School of Optoelectronic Materials and Technology, Key Laboratory of Optoelectronic Chemical Materials and Devices of Ministry of Education, Wuhan, China
Despite the rapid advances of red and green perovskite light-emitting diodes (PeLEDs), achieving high brightness with high external quantum efficiency (EQE) remains a challenge for the pure-blue PeLEDs, which greatly hinders their practical applications, such as white-light illumination and in optical communication as a high-speed and low-loss light source. Herein, we report a high-performance pure-blue PeLED based on mixed-halide quasi-2D perovskites incorporated with a zwitterionic molecule of 3-(benzyldimethylammonio) propanesulfonate (3-BAS). Experimental and density functional theory analysis reveals that 3-BAS can simultaneously eliminate non-radiative recombination loss, suppress halide migration, and regulate phase distribution for smoothing energy transfer in the mixed-halide quasi-2D perovskites, leading to the final perovskites with high photoluminescence quantum yield and robust spectrum stability. Thus, the high-performance pure-blue PeLED with a recorded brightness with 1806 cd m - 2 and a relative higher EQE of 9.25% is achieved, which is successfully demonstrated in a visible light communication system for voice signal transmission. We pave the way for achieving highly efficient pure-blue PeLEDs with great application potential in future optical communication networks.
pure-blue PeLEDs quasi-2D perovskite zwitterionic additive visible light communication 
Advanced Photonics
2024, 6(2): 026002
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory for Information Science of Electromagnetic Waves (MoE), Fudan University, Shanghai 200433, China
2 Peng Cheng Laboratory, Shenzhen 518038, China
In this Letter, we propose and experimentally demonstrate a lens-free wavefront shaping method that utilizes synchronized signal block beam alignment and a genetic algorithm (SSBGA) for a diffuse non-line-of-sight (NLOS) visible light communication (VLC) system. The proposed method effectively controls the position and mobility of visible light beams by partitioning spatial light modulator pixels and manipulating beams to converge at distinct spatial positions, thereby enhancing wavefront shaping efficiency, which achieves a significant 23.9 dB optical power enhancement at +2 mm offset, surpassing the lens-based continuous sequence (CS) scheme by 21.7 dB. At +40° angle, the improvement reaches up to 11.8 dB and 16.8 dB compared to the results with and without lens-based CS, respectively. A maximum rate of 5.16 Gbps is successfully achieved using bit-power loading discrete multi-tone (DMT) modulation and the proposed SSBGA in an NLOS VLC system, which outperforms the lens-based CS by 1.07 Gbps and obtains a power saving of 55.6% during the transmission at 4 Gbps. To the best of our knowledge, this is the first time that high-speed communication has been realized in an NLOS VLC system without a lens.
non-line-of-sight, lens-free wavefront shaping visible light communication 
Chinese Optics Letters
2024, 22(2): 020603
作者单位
摘要
中国人民解放军战略支援部队信息工程大学信息系统工程学院,河南 郑州 450001
针对室内可见光通信的通照一体需求,为实现高效数据通信和调光控制相结合,在多层非对称裁剪光正交频分复用(LACO-OFDM)信号分时正负叠加调光方法的基础上,通过在LACO-OFDM信号上叠加一个经过设计的周期信号来产生叠加的LACO-OFDM(SLACO-OFDM)信号,可以在不引入额外干扰的情况下,降低多层信号的峰均功率比。再利用正负SLACO-OFDM信号按比例结合的方式来实现混合调光。分析了通信和调光约束条件下,层间功率比例因子和混合比例因子的设置方法。提出的混合SLACO-OFDM具有更小的峰均功率比,充分利用了发光二极管(LED)整个动态范围。仿真结果表明,提出的调制方法相对于传统的多层传输方式可以获得更好的误码率性能,相对于常见调光调制方式可以获得更高的频谱效率。
光通信 可见光通信 调光控制 峰均功率比 混合多层调制 
中国激光
2024, 51(2): 0206001
作者单位
摘要
1 武汉纺织大学 电子与电气工程学院,湖北 武汉 430200
2 桂林电子科技大学 认知无线电与信息处理省部共建教育部重点实验室,广西 桂林 541004
3 武汉六博光电技术有限责任公司 光通信设备研发部,湖北 武汉 430072
4 湖北师范大学 计算机与信息工程学院,湖北 黄石 435002
以发光二极管(LED)为发射端的水下可见光通信(UVLC)系统因器件带宽所限其传输速率较低,且受水质环境影响较大,致使通信综合性能不佳。为提高信道容量与通信质量,将信道复用技术应用在LED-UVLC系统中,以现场可编程门阵列(FPGA)为数据处理核心,搭建LED蓝绿光发射阵列以及雪崩光电二极管(APD)接收阵列,设计出了一个4×4的多信道UVLC系统。我们将系统置于长20 m的水下环境中,以26.7 Mbit/s的通信速率,完成了误码率(BER)约为10?7的双向传输。实验数据表明,当传输不同大小的数据文件时,对比传统的单输入单输出水下可见光通信(SISO-UVLC)系统,节省了约4倍的通信时间,且与仿真的信道容量增益一致。另外,在水质和通信距离相同的条件下,本系统能获得更优的BER性能。
水下可见光通信 信道容量 通信质量 信道复用技术 underwater visible light communication channel capacity communication quality channel multiplexing technology 
应用光学
2023, 44(5): 1133
作者单位
摘要
1 广东海洋大学 电子与信息工程学院, 广东 湛江  524088
2 新加坡南洋理工大学 电子与电气工程学院, 新加坡  639798
3 湘潭大学 数学与计算科学学院, 湖南 湘潭  411105
提出了一种解决无人机(Unmanned aerial vehicle,UAV)在可见光通信(Visible?light communication, VLC)中光源定位不准确的方法,该方法基于扩大及规律缩小搜索路径的方法,最终找到光源以及最佳通信位置。为了提高本方法的搜索成功率(η),本文针对通信光源的光分布对η、搜索总路程的影响,以及光电探测器的探测位置、探测接收角对接收光功率、η的影响作出了分析。得到了在满足UAV探测功率阈值的条件下,光源提供的三维覆盖范围随光源朗伯系数的变化情况,可用于预估UAV在不同发光条件下的η。以等边六边形搜索路径为例,在理想朗伯体条件下,UAV在光源覆盖半径最大为0.78 m时,η最高可高达0.74。本方法理论上避免了UAV定位不准确导致的无法实现可见光通信的问题,并提出通过优化搜索路径和光源的出光设计提高光源搜索成功率的方案,为UAV可见光通信的实现提出了解决方案。
可见光通信 无人机 光分布 优化方法 visible light communication unmanned aerial vehicles light distribution optimization method 
发光学报
2023, 44(12): 2277
作者单位
摘要
1 中国农业大学 信息与电气工程学院, 北京 100083
2 北京信息科技大学 机电工程学院, 北京 100083
3 北京邮电大学 信息与通信工程学院, 北京 100083
为了降低室内电力线通信和可见光通信(PLC-VLC)系统的复杂度并提高系统的稳定性, 提出一种改进的基于正交频分复用(OFDM)的PLC-VLC混合网络系统, 通过改进双PLC调制器和发光二极管(LED)结构, 降低传统混合网络系统的复杂度。搭建了PLC-VLC混合系统的仿真平台, 对系统中信号的频谱图、眼图和误码率性能进行仿真分析。仿真结果表明, 所提改进的基于OFDM的PLC-VLC混合网络系统中电信号与光信号转换基本不失真, 信号传输准确率较高, 系统性能良好。
可见光通信 电力线通信 混合网络 正交频分复用 visible light communication, power line communicat 
光通信技术
2023, 47(6): 0001
作者单位
摘要
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海 200093
为了消除可见光通信系统中多小区和多用户信号干扰,提出一种基于正交频分多址(OFDMA)的多小区协作可见光通信系统二维功率分配算法。首先,根据信道情况,采用OFDMA多小区协作资源分配算法给信道情况差的用户分配更高的功率;然后,根据信道信息求解共照区域用户多个协作发光二极管(LED)的发送功率比,得到最优的目标叠加星座。仿真结果表明:与平均功率分配算法相比,一维功率分配算法误码率性能平均提升了16%;与一维功率分配算法相比,二维功率分配算法误码率性能平均提升了10%。
可见光通信 协作资源分配 功率分配 多小区 多用户 正交频分多址 visible light communication, coordinated resource 
光通信技术
2023, 47(5): 0006

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