[发明专利]一种基于激光散斑检测的逆向调制无线光通信装置及方法

摘要

本发明公开了一种基于激光散斑检测的逆向调制无线光通信装置及方法，该装置发送端聚焦透镜、压电陶瓷、驱动器，接收端包括激光器、光学准直天线、半反半透镜、光学长焦镜头、高速相机、视频信号采集卡、图像信号处理模块。激光器发出激光光束，经过光学准直天线准直后穿过半反半透镜，被聚焦透镜汇聚后入射至压电陶瓷形成激光散斑图案；驱动器根据输入信号调制压电陶瓷产生振动，使激光散斑图案发生相应变化；压电陶瓷反射的光束沿原路回射至接收端，被半反半透镜反射至光学长焦镜头，通过改变焦距使激光散斑图案散焦虚化，并由高速相机采集得到激光散斑图像输出至图像信号处理模块，根据灰度值的大小还原信号。本发明能够对弱光信号进行检测，结构简单、操作简便。

主权项

一种基于激光散斑检测的逆向调制无线光通信装置，其特征在于，包括发送端和接收端，其中发送端包括聚焦透镜(1)、压电陶瓷(2)、驱动器(3)，接收端包括激光器(4)、光学准直天线(5)、半反半透镜(6)、光学长焦镜头(7)、高速相机(8)、视频信号采集卡(9)、图像信号处理模块(10)；所述激光器(4)、光学准直天线(5)、半反半透镜(6)、聚焦透镜(1)、压电陶瓷(2)依次共光轴设置，驱动器(3)的输出端接入压电陶瓷(2)；光学长焦镜头(7)与高速相机(8)配套设置，且高速相机(8)的输出端通过视频信号采集卡(9)接入图像信号处理模块(10)；接收端的激光器(4)发出激光光束，经过光学准直天线(5)准直，准直后的光束穿过半反半透镜(6)后在大气信道中传输，经过大气信道传输到达发送端的光束被聚焦透镜(1)汇聚后入射至压电陶瓷(2)，光束在压电陶瓷(2)的表面形成激光散斑图案；驱动器(3)根据输入的语音或数据信号调制压电陶瓷(2)产生振动，使压电陶瓷(2)表面形成的激光散斑图案发生相应变化；压电陶瓷(2)反射的光束通过聚焦透镜(1)后沿原路回射至接收端，激光散斑图案携带的信息也被传回到接收端；回射至接收端的光束被半反半透镜(6)反射至光学长焦镜头(7)，光学长焦镜头(7)通过改变焦距使回射的激光散斑图案散焦虚化，散焦虚化后的激光散斑图案由高速相机(8)采集得到激光散斑图像，该激光散斑图像通过视频信号采集卡(9)输出至图像信号处理模块(10)，图像信号处理模块(10)检测每一帧激光散斑图像的部分或整体灰度值，根据灰度值的大小还原发送端的语音或数据信号，具体为：在接收端，选择激光散斑图像的部分区域或者全部区域，将所选区域内每一个像素的灰度值迭加，迭加后所得总的灰度值随着发送端压电陶瓷(2)的振动而改变，根据灰度值的大小还原语音或数据信号，完成解调实现通信。