基于氧化鎵探測器的日盲紫外光通信系統的設計與實現

馬艷秀　王順利　胡海爭

摘 要： 為克服傳統光電探測器工作電壓較高、硬件電路復雜與抗干擾能力差的問題，設計了一種基于新型氧化鎵探測器的日盲紫外光通信系統。該系統在給定窗口大小的情況下，根據設計的數據處理算法對光強進行實時動態監測，通過將計算得到的閾值與光強作比較輸出二值信號，結合OOK調制技術、驅動電路與非相干解調技術，實現了日盲紫外光通信系統。進一步從調制技術、驅動電路以及數據處理算法三個方面對通信系統進行仿真與實驗測試，驗證該系統的功能完整性、系統簡潔性與可靠性。結果表明：該日盲紫外光通信系統在準確接收信號的情況下，可以直接實現將光強值轉化為二值信號輸出，且誤碼率小于10-3，能夠達到簡化接收端硬件電路以及提升硬件電路可靠性的目的。該系統編碼簡單可靠、易實現且抗干擾能力強，無需濾波裝置、小巧便攜、可靠性高，為日盲紫外光通信系統的優化與便攜使用提供了新思路。

關鍵詞： 日盲紫外光通信；氧化鎵探測器；OOK調制；非相干解調；便攜

中圖分類號： TN929.12

文獻標志碼： A

文章編號： 1673-3851 （2023） 11-0745-10

引文格式：馬艷秀，王順利，胡海爭.基于氧化鎵探測器的日盲紫外光通信系統的設計與實現［J］. 浙江理工大學學報（自然科學），2023，49（6）：745-754.

Reference Format： MA Yanxiu， WANG Shunli， HU Haizheng. Design and implementation of a solar-blind UV communication system based on Ga2O3 detector［J］. Journal of Zhejiang Sci-Tech University，2023，49（6）：745-754.

Design and implementation of a solar-blind UV communication system based on Ga2O3 detector

MA Yanxiu1a， WANG Shunli1b，2， HU Haizheng1b

（1a.School of Information Science and Engineering; b.School of Science， Zhejiang Sci-Tech University， Hangzhou 310018， China; 2.Zhejiang Sci-Tech University Changshan Research Institute Co.， Ltd.， Changshan 324299， China）

Abstract： To solve the problems of high operating voltage， complex hardware circuit and poor anti-interference ability of traditional photoelectric detectors， we designed a new solar-blind UV communication system based on Ga2O3 photodetector. The system is based on the designed data processing algorithm to monitor the light intensity in real time with a given window size， and the binary signal is output by comparing the calculated threshold with the light intensity. We also combined OOK modulation technology， driver circuit and non-coherent demodulation technology to realize the solar-blind UV communication system. Furthermore， the simulation and experimental testing of the communication system were carried out in terms of modulation technology， driver circuit and data processing algorithm to verify the functional integrity， simplicity and reliability of the system. The results show that the system can directly convert the light intensity value into binary signal output with accurate signal reception， and the bit error rate （BER） is less than 10-3， which simplifies the hardware circuit of the receiver and improves the reliability of the hardware circuit. The system is simple to encode， easy to implement and anti-jamming， freefiltering device， small and portable， and highly reliable. It provides a new solution for simple optimization and portable use of solar-blind UV communication systems.

Key words： solar-blind UV communication; Ga2O3 photodetector; OOK modulation; incoherent demodulation; portable

0 引 言

隨著光通信技術和電子技術的發展，人們越來越需要一種成本低、簡單便攜且信道傳輸穩定的通信系統。相較于傳統的可見光通信技術，日盲紫外光通信技術（Solar blind UV communication technology）具有可靠性高、抗干擾能力強等特點，被研究人員關注。日盲紫外光通信是將數據信息搭載到紫外光線上進行信息傳遞的一種通信方式。由于大氣會強烈吸收200～280 nm波長的紫外光，位于此波段的背景輻射難以到達近地面，從而形成日盲區，因此日盲紫外光通信具有極低的背景噪聲［1］。此外，日盲紫外光通信技術可以利用大氣散射效應進行非視距傳輸，具有保密性高、竊聽率低以及全天候工作等優點，被廣泛應用于艦載通信、緊急搶險、災難救助等軍事及民用領域［2］。

現有日盲紫外光通信系統一般由發送端和接收端組成。其中發送端通過發射光源將電信號轉換為光信號，傳送到自由空間；接收端通過光電探測器及其輔助器件收集光信號并將之轉化為電信號，實現信息通信［3］。近年來，眾多學者對日盲紫外光通信系統展開了系統研究，已取得初步成果。Wang等［4］采用一個紫外激光器和多個濾光片、光電倍增管作為發射光源與光接收器進行實驗，搭建了一套可進行高速長距離通信的非視距日盲紫外光通信系統。McKendry等［5］將285 nm紫外LED陣列與濾光片、聚焦透鏡、雪崩光電二極管等作為發射光源與光接收器，實現了日盲紫外光通信系統測試。Peng等［6］提出了一種基于低密度奇偶校驗碼的直接擴頻技術的紫外光通信系統，仿真實驗表明，當信噪比為-2 dB時，該系統的誤碼率為10-2。雖然紫外光通信系統的研究越來越成熟，但由于傳統紫外探測器在工作時需要使用濾波片濾除非日盲光的干擾并使用聚焦透鏡增大光接收面積，導致現有的日盲紫外光通信系統依然存在硬件電路復雜、可靠性差等問題，這使得通信系統無法滿足實際使用要求。

氧化鎵是一種新型的寬禁帶半導體材料，帶隙為4.9 eV，對應光吸收邊為254 nm，具有極高的化學穩定性和熱穩定性，是天然的日盲紫外探測材料［7］。上述氧化鎵材料特性，使得應用氧化鎵制成的紫外探測器具有不需外加濾波片、無需進行帶隙調制以及抗干擾能力強等優點［8］。與傳統紫外探測器相比，其應用于日盲紫外光通信系統時無需額外使用濾波片或聚焦透鏡輔助工作，可以達到簡化硬件系統、縮小設備體積以及提高系統可靠性的目的。此外，該探測器與傳統紫外探測器相比價格便宜，因而可以降低系統成本。因此，氧化鎵探測器在日盲紫外光通信中具有廣闊的應用前景，可以廣泛應用于高速無線通信、安全通信、智能交通等領域。

本文針對傳統日盲紫外光通信系統存在硬件電路復雜、可靠性差的問題，設計了一種基于氧化鎵探測器的日盲紫外光通信系統。該系統包括數字信號處理模塊和紫外光通道模塊。其中數字信號處理模塊通過現場可編程邏輯門陣列（Field programmable gate array，FPGA）實現信號的OOK調制和非相干解調；紫外光通道模塊采用254 nm紫外LED作為發射光源來發送信號，采用氧化鎵探測器作為光接收器，并設計了一種數據處理算法進行光信號的收集、轉換和處理。為了驗證該通信系統的性能，對調制技術、驅動電路以及數據處理算法進行了仿真與實驗測試。該系統具有硬件電路簡單、可靠性高的優點，為日盲紫外光通信的優化設計提供新思路，在日盲紫外光通信領域具有一定的應用前景。

1 日盲紫外光通信系統設計

本文提出的日盲紫外光通信系統設計框架如圖1所示。該系統由發送端、大氣信道和接收端組成。在發送端，原始數據由發送端電腦通過串口的方式發送到FPGA板，并在FPGA板上經串口接收模塊、并串轉換模塊、載波模塊與數字鍵控模塊處理后，生成OOK調制信號。該信號通過FPGA板的引腳輸出到驅動電路，驅動254 nm紫外LED的關啟，產生OOK調制后的光信號。

經過一段距離的傳輸后，OOK調制后的光信號從大氣信道中到達接收端。在接收端，采用氧化鎵探測器作為光接收器，該光信號經氧化鎵探頭接收后被轉換為模擬脈沖信號，通過氧化鎵探測器內部的數據處理算法，將模擬脈沖信號直接轉換成數字信號。該數字信號經過整流模塊、低通濾波模塊、位同步信號模塊、判決門限模塊和數據流輸出模塊等數字處理步驟后，恢復成原始數據。原始數據通過串口發送到接收端電腦，完成信息的通信。

1.1 基于FPGA的OOK調制設計

OOK調制技術具有傳輸容量大、簡單易懂及易實現等優點。為了提高日盲紫外光通信系統的傳輸容量、降低系統實現的復雜程度，本文選擇OOK調制技術進行信號調制。OOK調制是載波幅度隨二進制基帶信號的變化而變化的一種數字調制方法［9］。設信息源發出的消息代碼eOOK是由二進制符號1、0組成的序列，假定符號“1”出現的概率為P，符號“0”出現的概率為1-P，則OOK調制信號［10］可表示為：

其中：A為載波幅度；ω為載波頻率，Hz；θ為載波的初始相位。OOK調制的原理是：在保持載波的相位和頻率不變的前提下，使用基帶信號來控制載波信號的開啟與關閉［11］。當基帶信號為“1”時，OOK調制信號是載波信號；當基帶信號為“0”時，OOK調制信號是0。根據OOK調制原理，使用FPGA實現OOK調制過程的示意圖如圖2所示。

原始數據從發送端電腦經串口傳輸到FPGA板。在FPGA板中通過串口接收模塊接收到并行的原始數據，并將其轉換成串行原始數據，根據該數據進行OOK調制。由于OOK調制信號需要載波信號與原始數據通過數字鍵控的方法產生，因此首先需要生成載波信號。為此，本文采用直接數字頻率合成（Direct digital freqiaency synthesizers，DDS）的方法生成載波信號，該方法通過對單周期的方波信號進行循環計數來產生多周期的方波載波信號。其次，基于數字鍵控的思想，在系統時鐘的作用下，對每個時刻的原始數據進行判決輸出。當原始數據為1時，輸出載波信號；當原始數據為0時，輸出0，完成調制信號的產生和輸出。

1.2 基于FPGA的非相干解調設計

OOK信號的解調方法主要有相干解調法和非相干解調法。相干解調法又稱為同步檢測法，由于相干解調法的實現需要一個與調制信號載波同頻同相的相干載波［12］，否則容易造成解調后的基帶信號頻率失真，而相干載波的提取則需要復雜的過程與技術手段。非相干解調技術具有無需提取相干載波且較易實現等優勢，因此本文選擇使用非相干解調法進行信號的解調。非相干解調法又稱作包絡檢波法，其原理是：將探測器傳輸過來的調制信號經過整流處理后，交流信號被轉換成直流信號，而后通過低通濾波器濾出基帶信號的包絡，最后通過位同步信號判決輸出，完成OOK調制的解調功能［13］。

使用FPGA實現非相干解調的過程示意圖如圖3所示。解調實質上是調制的逆過程，旨在將調制信號恢復為原始信號［14］。待解調數據通過探測器輸入FPGA板時，被轉換成并行數據，根據該并行數據進行解調。通過求取信號絕對值的方法，將交流信號轉換為直流信號，實現OOK調制信號的整流處理。然后采用低通濾波器濾除高頻信號，以過濾出調制信號的包絡信號LP_data。但此時LP_data無法滿足接收端標準二進制比特數據的要求。根據非相干解調原理，為了得到準確的解調信號，需要對包絡信號LP_data進行位同步定時和判決輸出。

首先，在對包絡信號進行判決輸出時需要選擇最佳的判決門限，采用求取信號平均值的方法得到判決門限信號。由于乘法和除法會增加FPGA資源、降低系統運算速度，本文采用移位累加的方法求取包絡信號的平均值，從而生成判決門限信號mean。其次，在系統時鐘的作用下，通過比較LP_data與mean的大小，得到未經同步處理的基帶信號。此時基帶信號與發送端原始數據存在頻率不一致的問題，需要引入與原始數據頻率相同的位同步信號，將位同步信號作為解調所用的工作時鐘解調出原始數據。本文采用數字鎖相環（Digital phase locked loop，DPLL）的方法產生與輸入數據速率相同的位同步信號。DPLL主要由鑒相器、控制器、分頻器和時鐘變換電路組成，其原理是利用鑒相器將接收到的解調信號與本地產生的位同步信號相位進行比較，若兩者的相位出現超前或滯后，鑒相器會產生誤差信號來調整位同步信號的相位，直至得到與輸入信號頻率一致的位同步信號［15］。在位同步信號出現上升沿時，對判決門限進行判決，進而完成解調信號的輸出。

1.3 紫外光源選擇與驅動電路設計

早期研究者們通常使用價格昂貴、工作環境復雜的器件，如氙燈、低壓汞燈和紫外激光器等，作為紫外光通信系統的發射光源［16］。隨著技術的不斷進步，深紫外LED的出現解決了傳統信號燈成本高、工作環境復雜等問題。紫外LED具有工作電壓低、功耗小、穩定性高和可實現內調制等優點［17］。因此，本文采用型號為DSXUV 254 nm 10 mW的紫外LED作為發射光源來搭建系統。紫外LED的光電特性參數詳見表1，其中：If為正向電流，Vr為反向電壓。

該系統使用單個紫外LED作為發射光源，該紫外LED的峰值波長為254 nm，正向電壓為6.121 V。因為單個紫外LED的光輻射強度相對較弱，無法滿足遠距離實驗數據收集，所以本文將紫外LED與氧化鎵探測器之間的實驗距離設置為2 cm，該位置的實際光強為28.9 μW/cm2。

為使紫外LED能夠進行OOK數字調制，需要設計紫外LED驅動電路實現電信號與光信號的轉換。為降低電路復雜性，盡可能提供高的調制速率，該系統發射端驅動電路選用型號為AD8001AN的運算放大器作為主芯片。該芯片的增益帶寬積［18］最高可以達到800 MHz，可以滿足日盲紫外光通信的帶寬需求。

設計驅動電路原理示意圖如圖4所示。該驅動電路的工作原理是：在電路中將運算放大器用作電壓比較器，將FPGA引腳輸出電壓與閾值電壓2.1 V作比較輸出VCC或GND，經過滑動變阻器的分壓作用使紫外LED處于工作電壓狀態，實現紫外LED的關啟。當輸入電壓大于閾值電壓時，比較器輸出VCC，通過滑動變阻器分壓后使紫外LED處于工作環境，此時紫外LED亮；當輸入電壓小于閾值電壓時，比較器輸出GND，此時紫外LED滅，完成光信號的發送。

1.4 基于氧化鎵探測器的二值化閾值算法設計

本文采用可編程的氧化鎵探測器作為光接收器，該探測器的工作電壓是5 V，使用Type-C接口進行供電，具有工作環境簡單的優點；該探測器內部設計有一個可編程的嵌入式系統，包括光電轉換模塊、信號放大模塊、信號處理模塊與信號響應模塊，使探測器具有集成度高、硬件體積小的優點。氧化鎵探測器的工作原理是：通過光電轉換模塊接收大氣中的光信號，并將其轉化為模擬電信號，即光強信息。當探測器有紫外光線照射時，其內部電壓升高，接收到較強的光強；無紫外光線照射時，不產生或產生較微弱電壓，接收到較弱的光強。該光強信號通過信號放大模塊實現電信號的放大，進一步通過信號處理等模塊將模擬電信號轉換為數字電信號，并傳輸至解調系統。為了在探測器內部實現信號的模數轉換，因此需要設計一種數據處理算法，將光強值轉換為二值化的數字信號，以便進行后續解調處理。

當紫外LED發送光脈沖時表示信號“1”，探測器可以探測到較高的光強值；紫外LED不發送光脈沖時表示信號“0”，探測器不能探測到光強值。依據以上思路，本文設計了一種基于氧化鎵探測器的二值化閾值算法，其原理是：通過設定窗口A的大小，對光強進行實時監測（每探測到一個新的光強值，進入窗口尾部，丟掉窗口頭部的值，依次循環），采用計算窗口內所有光強值的加權平均數的方法得到閾值T，將窗口內每個時刻的光強值與閾值進行比較后輸出二值信號。當光強值大于T時，輸出信號“1”；當光強值小于T時，輸出信號“0”。最終得到二值信息并保存到矩陣M中，實現信號的模數轉換。

設計的二值化閾值算法流程為：首先將J個光強值ai保存到動態窗口矩陣A中，動態窗口Ak=［ak-J+1，ak-J+2，ak-J+3，…，ak］。其次通過加權平均數的方法計算得到動態窗口Ak的閾值T，其中T表示為：

然后，將動態窗口Ak內的所有光強值與閾值T作比較：若Ak小于T，輸出低電平；若Ak大于T，輸出高電平。最后將結果輸出到二值信號矩陣M中，完成信號的模數轉換。

2 系統仿真與實驗驗證

2.1 系統軟件仿真測試

本文使用Vivado與Modelsim軟件對日盲紫外光通信系統的發送端和接收端進行仿真測試，發送端仿真波形示例如圖5所示。其中uart_rxd為串口輸入數據，rx_data為FPGA串口接收到的并行數據，data_ser為并串轉換后的串行數據，square為載波，ook_out為OOK調制信號。當輸入基帶信號1101 0100時，由于串口協議在接收數據時從低位到高位顯示，因此仿真得到的結果顯示uart_rxd為0010 1011；FPGA串口接收到8位并行數據d4，通過并串轉換模塊后，得到串行的基帶信號

1101 0100。通過DDS法生成系統所需載波信號，經數字鍵控調制后，得到了OOK調制信號ook_out。仿真實驗得到的輸出結果與OOK調制的原理結果一致，表明該系統發射端設計正確。

為測試解調模塊設計的合理性，將上述調制信號作為激勵信號對接收端解調模塊進行仿真測試，仿真結果如圖6所示，其中din為經過并串轉換后OOK調制信號，dout為低通濾波器濾波后的包絡信號，sync為通過DPLL法產生的位同步信號，dataout為解調出來的基帶信號。從圖6可以看出，當輸入發射端的調制信號后，低通濾波器濾除了高頻分量，正確濾出原始信號的包絡，經判決門限模塊輸出信號后，通過與基帶信號頻率一致的位定時信號的作用，恢復出原始的基帶信號，此時接收端正確解調出基帶信號1101 0100。表明該系統接收端設計正確。

2.2 系統硬件性能測試

2.2.1 氧化鎵探測器光響應測試

氧化鎵作為新興的第四代半導體材料，目前正處于初步研發階段。最近，Zhou等［19］采用鋁鋅氧化鋅作為電極，以氧化鎵薄膜為基礎，研制出一種金屬-半導體-金屬（MSM）型全透明光電探測器陣列，光響應時間為70/200 ms。本文采用一款自主研發的氧化鎵探測器作為光接收器，通過將探頭放置在254 nm紫外光下、持續照射15 s的實驗方案，測得探測器的I-t特性曲線（圖7），并對探測器的響應時間進行了擬合，擬合公式為：

其中：I0為穩定光電流；t為時間；C1和C2為常數；τr與τd分別為上升弛豫時間常數和下降弛豫時間常數。使用式（3）計算得到探測器的光響應時間為3/181 ms，其中上升時間為3 ms，下降時間為181 ms，可以滿足通信需求。與傳統光電探測器相比，該探測器雖然會犧牲部分通信系統的通信速率，但其工作環境簡單、便于攜帶、不受其他波段光的干擾，因而在短距離、極端復雜環境下的軍事通信領域具有重要的研究意義。

2.2.2 調制模塊性能測試

本文采用Xilinx公司ARTIX-7系列的XC7A100T芯片開發板實現系統的數字信號處理。為測試調制模塊性能，通過USB數據線實現發送端PC與FPGA板之間的數據傳輸，使用示波器測試發送端FPGA的輸出信號波形。FPGA開發板上電后，將發送端代碼使用JTAG線下載至開發板，使用串口調試助手循環發送原始數據。設置計算機的串口參數：波特率是115200 Baud，無校驗位，數據位是8 bit，停止位是1 bit。采用上述實驗測試方法，分別發送十六進制數據01（0000 0001）、b6（1011 0110）、c8（1100 1000）、d4（1101 0100），得到如圖8所示的調制信號波形。此時FPGA輸出高電平信號的電壓為5.2 V，測試所得波形與圖5發送端仿真結果相同。該結果表明，FPGA正確輸出了OOK調制信號，發送端OOK調制設計正確且輸出穩定。

2.2.3 驅動電路性能測試

為驗證驅動電路性能，將12 V直流電壓加載到驅動電路上使其工作，并將發送端FPGA與驅動電路連接，通過示波器測試紫外LED燈兩端輸出，得到如圖9（a）—（d）所示的波形信號。圖9中高電平信號電壓為6.2 V，滿足LED工作條件。通過觀察LED兩端信號波形可知，調制信號經過驅動電路后，得到的信號波形與FPGA輸出的調制信號波形一致且輸出穩定，驅動電路設計可以達到系統需求。

2.2.4 二值化閾值算法測試

發送端硬件系統搭建完成后，為測試算法性能，首先將發送端PC與發送端FPGA板連接，然后將探測器與紫外LED水平對準，最后將探測器收集到的數據信息通過串口傳輸給計算機進行數據分析。設定發送端串口循環發送十六進制信息d4（1101 0100），通信速率為0.026 kbit/s，串口波特率為115200 Baud，通信距離為1 cm，得到如圖10所示的數據信號波形圖。其中折線是探測器接收到的光強信號，點線是經過算法處理后的二值化信號。由于氧化鎵探測器的光響應下降時間較慢（181 ms），因此在接收到連續的方波光脈沖時，探測器無法回歸初始狀態，此時光強值的接收顯示雜亂且無法處理。經過二值化閾值算法處理后，復雜的光強信號被直接轉換成可處理的二值信號。

通過對1～4 cm通信距離內探測器接收到的信號進行數據分析發現，在不同的通信距離下，數據處理算法可以準確、穩定地實現信號的模數轉換，得到的通信距離與閾值的對應關系如表2所示。由于單顆紫外LED的發光功率較小，當通信距離超過4 cm時，探測器探測到的光強值幾乎沒有變化，無法接收到正確的數據，但通過構建紫外LED陣列的方法可以解決這一問題。在光通信系統中，該算法適用于通過光脈沖發送信號的所有調制與編碼技術，本文為探測器的數據處理方案提供了直接有效的編碼思路。

2.2.5 系統傳輸與誤碼率測試

為驗證基于氧化鎵探測器的日盲紫外光通信系統整體運行性能，根據圖1所示的日盲紫外光通信系統框架，將各個模塊硬件連接起來，搭建整套日盲紫外光通信系統，進行相關性實驗。整體實驗環境如圖11（a）所示。設定收發距離為2 cm，通信速率為0.026 kbit/s。圖11（b）為串口調試助手以十六進制形式發送d4（1101 0100）時，接收端FPGA解調后的信號波形。由圖11（b）可以看出，串口調試助手發送基帶信號d4，經過FPGA調制、紫外LED燈發送、探測器接收以及FPGA解調后，接收端實時準確輸出基帶信號1101 0100。該結果與圖6所示接收端解調仿真結果一致，表明系統可以進行正確通信。

在對系統進行十六進制字符串通信測試后，為進一步優化系統框架，減少后續因硬件自身特性導致的誤差，并提高通信系統的可靠性，本文基于氧化鎵探測器的可編程特性將探測器接收到的信號通過串口直接傳輸給計算機，并使用計算機對信號進行解調處理。根據上述測試方法，發送“zstu”信號后，系統測試結果如圖12（a）—（b）所示。通過查詢ASCII碼與二進制碼對應表，得知“zstu”的二進制碼分別表示為“0111 1010、0111 0011、0111 0100、0111 0101”。探測器接收信號如圖12（a）所示，該信號是“zstu”的調制信號波形；經解調處理后，得到準確的基帶信號，如圖12（b）所示。總體來看，系統可以實現短距離的通信。通過計算錯誤碼元個數與總碼元個數的比值，得出系統誤碼率低于10-3，這表明系統可以進行可靠地數據通信。該系統基于二值化閾值算法，簡化了接收端的實現過程與硬件體積，可以在極端復雜環境下便攜使用。

3 結 論

本文設計了一種基于氧化鎵探測器的日盲紫外光通信系統，并對該系統各個模塊以及系統誤碼率進行了軟件與硬件實驗測試。測試結果表明：該系統能夠準確輸出調制信號的波形，仿真與實驗結果的一致性較好；該系統在不同通信距離內（1～4 cm）能夠準確接收大氣中的紫外光信號并轉換成二值數字信號，在2 cm通信距離內誤碼率低于10-3，具有較高的可靠性。同時，該系統具有無需濾波裝置、小巧便攜且僅需較低的工作電壓等優點，為傳統日盲紫外光通信系統硬件電路的簡潔優化與系統可靠性的提升提供了可行的設計思路。

本文設計的日盲紫外光通信系統目前無法實現高速數據傳輸，后續將針對這一問題完善系統。

參考文獻：

［1］彭木根，袁仁智，王志峰，等.紫外光通信：原理、技術與展望［J］.北京郵電大學學報，2022，45（3）：13-18.

［2］李春艷，羅豆，李庚鵬，等.基于偏振紫外光單次散射的非視距目標定位方法研究［J］.光電子·激光，2022，33（3）：296-304.

［3］楊永坤，白曉晨.基于FPGA的紫外光字符通信系統設計［J］.科學技術創新，2021（4）：59-61.

［4］Wang G C， Wang K， Gong C， et al. A 1Mbps real-time NLOS UV scattering communication system with receiver diversity over 1 km［J］. IEEE Photonics Journal， 2018， 10（2）：1-13.

［5］McKendry J J D， Xie E Y， Islim M S， et al. 4 Gbps wireless optical communications up to 5 m using a UV-C micro-light-emitting diode array［C］∥2021 IEEE Photonics Conference （IPC）.Vancouver， BC， Canada. IEEE， 2021： 1-2.

［6］Peng Y W， Zhou D. Performance of UV spread spectrum communication system based on LDPC codes［C］∥2020 13th International Symposium on Computational Intelligence and Design （ISCID）. Hangzhou， China. IEEE， 2021： 131-135.

［7］Wu C， He C， Guo D， et al. Vertical α/β-Ga2O3 phase junction nanorods array with graphene-silver nanowire hybrid conductive electrode for high-performance self-powered solar-blind photodetectors［J］. Materials Today Physics， 2020， 12： 100193.

［8］鐘天晟，于舜杰，趙曉龍，等.基于MOCVD外延超薄氧化鎵薄膜的高性能日盲和X射線探測器（特邀）［J］.光子學報，2021，50（10）：1004001.

［9］王江，羅林保.基于氧化鎵日盲紫外光電探測器的研究進展［J］.中國激光，2021，48（11）：7-37.

［10］Cao Y A， Yifanb Z， Liu Y， et al. Design of universal PPM modulation module for laser communication based on FPGA［C］∥2020 IEEE 2nd International Conference on Civil Aviation Safety and Information Technology （ICCASIT）. Weihai， China. IEEE， 2021： 323-326.

［11］龔從安，胡芳仁，趙曉燕，等.基于OOK調制的水下高速激光通信系統設計與實現［J］.光通信技術，2023，47（1）：13-16.

［12］李知恒，周鋒，楊文俊.一種光通信數字圖像傳輸系統的設計與實現［J］.電子測量技術，2022，45（16）：171-175.

［13］王許浦，孫曉紅，薛琦.基于FPGA的OOK可見光通信系統仿真與實現［J］.現代電子技術，2020，43（17）：25-28.

［14］張靜，周美玉.一種低時延的紫外光通信系統設計［J］.激光雜志，2020，41（4）：150-154.

［15］薛婧文，秦文虎，趙曉燕，等.基于數字鎖相環的水下高速光通信解調算法設計實現［J/OL］.激光雜志. （2023-03-01）［2023-03-14］. https：∥kns.cnki.net/kcms/detail∥50.1085.TN.20230301.1243.016.html.

［16］劉茹，胡金濤，向乾元，等.日盲區紫外光通信真空光源研究進展［J］.真空電子技術，2022（2）：15-22.

［17］Tang Y F， Liu E X， Tao C， et al. Research progress and prospect of ultraviolet communication［C］∥2021 IEEE 6th International Conference on Computer and Communication Systems （ICCCS）. Chengdu， China： IEEE： 2021： 987-992.

［18］楊宇，陳曉紅，尤波，等.日盲紫外LED實時視頻傳輸系統設計［J］.紅外與激光工程，2018，47（10）：234-239.

［19］Zhou S R， Zhang H， Peng X， et al. Fully Transparent and high-performance ε-Ga2O3 photodetector arrays for solar-blind imaging and deep-ultraviolet communication［J］. Advanced Photonics Research， 2022， 3（11）： 2270037.

（責任編輯：康 鋒）

收稿日期： 2023-03-14網絡出版日期：2023-07-10網絡出版日期

基金項目： 浙江省自然科學基金項目（LY20F040005）；浙江理工大學科研啟動基金資助項目（20062224-Y）

作者簡介： 馬艷秀 （1998- ），女，河北唐山人，碩士研究生，主要從事光通信技術方面的研究。

通信作者： 王順利，E-mail：slwang@zstu.edu.cn