[发明专利]一种双向传输的可见光通信装置

摘要

本发明提供一种双向传输的可见光通信装置，包括功能型LED收发模组，PIN/APD并LED收发模组，接收端滤波模块、放大器；功能型LED收发模组由N个在LED外延结构上加了功能型材料的双功能LED器件组成，双功能LED能够分别工作于发光模式和光电探测模式；PIN/APD并LED收发模组由PIN或APD光电探测器及LED组成；接收端滤波、放大器由滤波电桥、自动增益放大器或运算放大器组成。所述装置的下行系统包括功能型收发模组中的LED发射端，PIN/APD光电探测器接收端，放大器；上行系统包括PIN/APD并LED收发模组中的LED发射端、功能型收发模组中LED接收端、滤波电路、放大器。所述双向通信装置能同时实现下载和上传数据信息，上行通信峰值波长与下行通信峰值波长相差20‑100nm，可有效避免信号窜扰。

主权项

1.一种双向传输的可见光通信装置，能够在可见光波段范围内同时实现下载和上传数据，包括上行通信链路和下行通信链路，其特征在于，具体包括放大器，偏置树，功能型LED收发模组，PIN/APD并LED收发模组和滤波电路模块；功能型LED收发模组包括工作于发光模式的LED发射端和工作于光电探测模式的LED接收端，PIN/APD并LED收发模组包括PIN/APD光电探测器和工作于发光模式的LED发射端；所述上行通信链路由放大器，偏置树，PIN/APD并LED收发模组中的LED发射端、功能型LED收发模组中的工作于光电探测模式的LED接收端、滤波电路模块和放大器组成，实现LED到LED的通信；所述下行通信链路由放大器、偏置树、功能型LED收发模组中的工作于发光模式的LED发射端、PIN/APD并LED收发模组中的PIN/APD光电探测器、放大器组成；上行通信链路中的发射端LED的工作峰值波长与下行通信链路中的发射端LED的工作峰值波长相差20‑100nm；功能型LED收发模组由N个在LED外延结构上加了功能型材料的双功能LED器件组成，N为大于等于1的正整数，双功能LED能够分别工作于发光模式和光电探测模式，可同时发射和接收信号；上述功能型LED收发模组是在LED外延结构最上层外延生长一层功能型材料，该功能型材料为重掺杂的n型ZnO外延薄膜，即n+‑ZnO，具体为掺Al的ZnO（AZO）或掺Ga的ZnO（GZO）层，其掺杂的载流子浓度在1018cm‑3到1021cm‑3量级范围内，其厚度为10纳米至400纳米；功能型LED收发模组中LED发射端的LED芯片形状为圆形，或者为长宽比小于或等于5:1的矩形；功能型LED收发模组中工作于光电探测模式的LED接收端：其结构为：n+‑ZnO/InGaN/p‑GaN/InGaN‑GaN多层量子阱(MQW)/n‑GaN基因结构单元；InGaN‑GaN多层量子阱(MQW)周期数1至15个，量子阱中铟含量原子百分比12%至20%，使光响应曲线的峰值波长在360nm‑420nm范围，可探测到近紫外‑蓝光波段的信号，其峰值响应度大于0.1A/W。