一種白光led分頻及光強(qiáng)控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種白光LED分頻及光強(qiáng)控制系統(tǒng)，其包括白光LED光源、單色儀、聚合物分散液晶光開關(guān)、光纖光譜儀、與聚合物分散液晶光開關(guān)連接且用于向聚合物分散液晶光開關(guān)施加不同電壓的電壓調(diào)節(jié)器及與光纖光譜儀的輸出端連接的計(jì)算機(jī)終端，單色儀、聚合物分散液晶光開關(guān)和光纖光譜儀依次設(shè)置于白光LED光源發(fā)出的白光平行光束的光傳播路徑上；優(yōu)點(diǎn)是由于在白光LED光源之后設(shè)置有單色儀，因此單色儀將白光LED光源發(fā)出的白光平行光束中的各個波長細(xì)分出來；在單色儀輸出的單色平行光束通過聚合物分散液晶光開關(guān)的聚合物分散液晶薄膜時，可通過調(diào)節(jié)電壓調(diào)節(jié)器輸出的電壓實(shí)現(xiàn)光強(qiáng)調(diào)節(jié)；此外，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單且操作方便。
【專利說明】一種白光LED分頻及光強(qiáng)控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種白光LED的處理技術(shù)，尤其是涉及一種白光LED分頻及光強(qiáng)控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會的飛速發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的日新月異，人們對信息的需求和依賴程度不斷提高。紅外通信和無線電通信雖然得到了極大發(fā)展，但是它們在平時的應(yīng)用中各有缺點(diǎn)，這就產(chǎn)生一種需要，既沒有電磁干擾也不會對人體造成損害的通信方案。用室內(nèi)照明的白光LED光源作為通信基站進(jìn)行信息無線傳輸?shù)募夹g(shù)——白光無線通信，與傳統(tǒng)的紅外通信和無線電通信相比，白光無線通信具有較明顯的優(yōu)勢，因此在國內(nèi)外白光無線通信技術(shù)已成為研究熱點(diǎn)之一，是一項(xiàng)具有廣闊發(fā)展前景的新興技術(shù)。
[0003]目前，光通信系統(tǒng)一般采用強(qiáng)度調(diào)制直接檢測，發(fā)射端以光強(qiáng)度信號輸出，在接收端采用PIN等光電探測器將接收到的光強(qiáng)度信號轉(zhuǎn)變成電流信號，這種方法是對白光LED的整體光強(qiáng)進(jìn)行改變。如果能對白光LED波長進(jìn)行細(xì)分，將細(xì)分出來的某一波長的光強(qiáng)單獨(dú)進(jìn)行光強(qiáng)強(qiáng)弱的設(shè)定，則一方面可以增加通訊的信道；另一方面，不同波長的光在傳輸和調(diào)制過程中可能會有不同的衰減，因此通過單獨(dú)調(diào)節(jié)補(bǔ)償不同波長的光強(qiáng)不會影響其它波長的傳輸和調(diào)制。因此，有必要研究一種能夠?qū)Π坠釲ED進(jìn)行分頻及光強(qiáng)控制的技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低、操作方便的白光LED分頻及光強(qiáng)控制系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:一種白光LED分頻及光強(qiáng)控制系統(tǒng)，其特征在于包括白光LED光源、單色儀、聚合物分散液晶光開關(guān)、光纖光譜儀、與所述的聚合物分散液晶光開關(guān)連接且用于向所述的聚合物分散液晶光開關(guān)施加不同電壓的電壓調(diào)節(jié)器及與所述的光纖光譜儀的輸出端連接的計(jì)算機(jī)終端，所述的單色儀、所述的聚合物分散液晶光開關(guān)和所述的光纖光譜儀依次設(shè)置于所述的白光LED光源發(fā)出的白光平行光束的光傳播路徑上，即白光LED光源、單色儀、聚合物分散液晶光開關(guān)、光纖光譜儀順次擺放在同一水平線上，并按白光LED光源發(fā)出的白光平行光束的中心校準(zhǔn)，使光束依次通過單色儀、聚合物分散液晶光開關(guān)和光纖光譜儀的中心，所述的白光LED光源發(fā)出的白光平行光束通過所述的單色儀后形成為單色平行光束，所述的單色儀輸出的單色平行光束通過所述的聚合物分散液晶光開關(guān)后由所述的光纖光譜儀的輸入端接收。
[0006]所述的白光LED光源采用單芯片白光LED光源；也可以采用其他白光LED光源，如多芯片白光LED光源。
[0007]所述的單色儀采用型號為WGD-100的小型光柵單色儀；也可以采用其他型號的單色儀，只要求所選用的單色儀能夠準(zhǔn)確處理白光LED光譜。
[0008]所述的光纖光譜儀采用型號為USB4000的微型光纖光譜儀，其波長范圍為200?IlOOnm;也可以采用其他型號的光纖光譜儀，只要求所選用的光纖光譜儀能夠準(zhǔn)確分辨白光LED光譜。
[0009]所述的聚合物分散液晶光開關(guān)包括兩層透明導(dǎo)電薄膜及設(shè)置于兩層所述的透明導(dǎo)電薄膜之間的聚合物分散液晶薄膜，所述的聚合物分散液晶薄膜的中心與所述的單色儀輸出的單色平行光束的中心對準(zhǔn)。
[0010]其中一層所述的透明導(dǎo)電薄膜通過導(dǎo)線與所述的電壓調(diào)節(jié)器的正電壓輸出端連接，另一層所述的透明導(dǎo)電薄膜通過導(dǎo)線與所述的電壓調(diào)節(jié)器的負(fù)電壓輸出端連接，電壓調(diào)節(jié)器與外部電源連接。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:該白光LED分頻及光強(qiáng)控制系統(tǒng)包括白光LED光源、單色儀、聚合物分散液晶光開關(guān)、光纖光譜儀、與聚合物分散液晶光開關(guān)連接且用于向聚合物分散液晶光開關(guān)施加不同電壓的電壓調(diào)節(jié)器及與光纖光譜儀的輸出端連接的計(jì)算機(jī)終端，且單色儀、聚合物分散液晶光開關(guān)和光纖光譜儀依次設(shè)置于白光LED光源發(fā)出的白光平行光束的光傳播路徑上，一方面，由于在白光LED光源之后設(shè)置有單色儀，因此白光LED光源發(fā)出的白光平行光束通過單色儀后被分頻為單色平行光束，即單色儀將白光LED光源發(fā)出的白光平行光束中的各個波長細(xì)分出來；另一方面，在單色儀輸出的單色平行光束通過聚合物分散液晶光開關(guān)的聚合物分散液晶薄膜時，可通過調(diào)節(jié)電壓調(diào)節(jié)器輸出的電壓實(shí)現(xiàn)光強(qiáng)調(diào)節(jié)，隨意控制光強(qiáng)并且具體到控制各單色光光強(qiáng)；此外，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，且操作方便。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的白光LED分頻及光強(qiáng)控制系統(tǒng)的組成示意圖；
圖2為轉(zhuǎn)動單色儀的螺桿，從波峰在518.08nm處開始至波峰在618.58nm處結(jié)束，每相隔20nm (有誤差)波長保存的多幅函數(shù)圖像讀取至同一函數(shù)坐標(biāo)上得到的結(jié)果示意圖；
圖3為波峰在518.0Snm處的波長與強(qiáng)度的函數(shù)圖像，在調(diào)節(jié)電壓調(diào)節(jié)器使強(qiáng)度升到40000后得到的結(jié)果不意圖；
圖4a為從左到右波峰所在橫坐標(biāo)依次為518.08 nm、538.31 nm、558.39 nm、578.34nm、598.53 nm、618.58 nm處的波長與強(qiáng)度的函數(shù)圖像中的強(qiáng)度統(tǒng)一調(diào)節(jié)至40000后，讀取各幅函數(shù)圖像至同一函數(shù)坐標(biāo)中的結(jié)果示意圖；
圖4b為讀取各原圖像，即波峰所在橫坐標(biāo)依次為518.08 nm、538.31 nm、558.39 nm、578.34 nm、598.53 nm、618.58 nm處未經(jīng)調(diào)節(jié)波長時的波長與強(qiáng)度的函數(shù)圖像，至圖4a中后得到的結(jié)果示意圖；
圖5為將白光LED分頻及光強(qiáng)控制系統(tǒng)中的單色儀去掉，即未分頻，只改變電壓的波長與強(qiáng)度的函數(shù)圖像。
【具體實(shí)施方式】
[0013]以下結(jié)合附圖實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0014]本發(fā)明提出的一種白光LED分頻及光強(qiáng)控制系統(tǒng),如圖1所不,其包括白光LED光源1、單色儀2、聚合物分散液晶光開關(guān)3、光纖光譜儀4、用于向聚合物分散液晶光開關(guān)3施加不同電壓的電壓調(diào)節(jié)器6及與光纖光譜儀4的輸出端連接的計(jì)算機(jī)終端5，聚合物分散液晶光開關(guān)3包括兩層透明導(dǎo)電薄膜及設(shè)置于兩層透明導(dǎo)電薄膜之間的聚合物分散液晶薄膜，其中一層透明導(dǎo)電薄膜通過導(dǎo)線與電壓調(diào)節(jié)器6的正電壓輸出端連接，另一層透明導(dǎo)電薄膜通過導(dǎo)線與電壓調(diào)節(jié)器6的負(fù)電壓輸出端連接，電壓調(diào)節(jié)器6與外部電源連接，單色儀2、聚合物分散液晶光開關(guān)3和光纖光譜儀4依次設(shè)置于白光LED光源I發(fā)出的白光平行光束的光傳播路徑上，聚合物分散液晶光開關(guān)3的聚合物分散液晶薄膜的中心與單色儀2輸出的單色平行光束的中心對準(zhǔn)，即白光LED光源1、單色儀2、聚合物分散液晶光開關(guān)3、光纖光譜儀4順次擺放在同一水平線上，并按白光LED光源I發(fā)出的白光平行光束的中心校準(zhǔn)，使光束依次通過單色儀2、聚合物分散液晶光開關(guān)3和光纖光譜儀4的中心，白光LED光源I發(fā)出的白光平行光束通過單色儀2后成為單色平行光束，即被分頻(分成了不同頻段的光)，單色儀2輸出的單色平行光束通過聚合物分散液晶光開關(guān)3后由光纖光譜儀4的輸入端接收，而通過調(diào)節(jié)電壓調(diào)節(jié)器6輸出的電壓可在單色平行光束通過聚合物分散液晶光開關(guān)3的聚合物分散液晶薄膜時電控光強(qiáng)，達(dá)到改變電壓隨意控制光強(qiáng)的效果。
[0015]在本實(shí)施例中，白光LED光源I采用單芯片白光LED光源；也可以采用其他白光LED光源，如多芯片白光LED光源；單色儀2采用型號為WGD-100的小型光柵單色儀；也可以采用其他型號的單色儀，只要求所選用的單色儀能夠準(zhǔn)確處理白光LED光譜；光纖光譜儀4采用型號為USB4000的微型光纖光譜儀，其波長范圍為200?IlOOnm ;也可以采用其他型號的光纖光譜儀，只要求所選用的光纖光譜儀能夠準(zhǔn)確分辨白光LED光譜。
[0016]使用該白光LED分頻及光強(qiáng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)白光LED分頻及光強(qiáng)控制的過程為:
I)打開白光LED光源，此時可以在計(jì)算機(jī)終端上看到波長與強(qiáng)度的函數(shù)圖像；然后轉(zhuǎn)
動單色儀的螺桿，此時在計(jì)算機(jī)終端上看到波長與強(qiáng)度的函數(shù)圖像上波長左右移動，同時強(qiáng)度上下波動，從波峰在518.0Snm處開始，每相隔20nm (有誤差)波長保存一幅函數(shù)圖像，至波峰在618.58nm處結(jié)束；再將保存的多幅函數(shù)圖像讀取至同一函數(shù)坐標(biāo)上，如圖2所示，從左到右波峰所在橫坐標(biāo)依次為 518.08 nm、538.31 nm、558.39 nm、578.34 nm、598.53 nm、618.58 nm。
[0017]2)轉(zhuǎn)動單色儀的螺桿，獲得波峰在518.08nm處的波長與強(qiáng)度的函數(shù)圖像；然后打開電源，調(diào)節(jié)電壓調(diào)節(jié)器使強(qiáng)度升到40000，載入電壓調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)之前的波長與強(qiáng)度的函數(shù)圖像，如圖3所示。
[0018]3)調(diào)節(jié)電壓調(diào)節(jié)器，從左到右波峰所在橫坐標(biāo)依次為518.08 nm、538.31 nm、
558.39nm、578.34 nm、598.53 nm、618.58 nm處的波長與強(qiáng)度的函數(shù)圖像中的強(qiáng)度統(tǒng)一調(diào)節(jié)至40000處,讀取各幅函數(shù)圖像至同一函數(shù)坐標(biāo)中，如圖4a所示；再讀取各原圖像至圖4a中，得到的結(jié)果如圖4b所示，從左到右波峰所在橫坐標(biāo)依次為518.08 nm、538.31 nm、
558.39nm、578.34 nm、598.53 nm、618.58 nm。
[0019]圖5給出了將該白光LED分頻及光強(qiáng)控制系統(tǒng)中的單色儀去掉，只改變電壓的波長與強(qiáng)度的函數(shù)圖像。圖5中，縱坐標(biāo)從大到小電壓依次為100v、90v、80v、70v、60v、50v、40V、30V、20V、10V、0V，由于沒有對白光LED光源發(fā)出的光進(jìn)行分頻，因此波長范圍很寬。
[0020]比較圖2、圖4a和圖5，圖2中整體呈波浪形，波長左右移動，光強(qiáng)上下波動，這是因?yàn)樾D(zhuǎn)單色儀的螺桿對白光LED進(jìn)行了分頻；圖4a中光強(qiáng)強(qiáng)度一致，都在40000處，這是由調(diào)節(jié)電壓調(diào)節(jié)器控制聚合物分散液晶光開關(guān)引起的效果；圖5中各曲線形狀相似，只是光強(qiáng)強(qiáng)度在同一波長處或大或小，這是因?yàn)槿サ袅藛紊珒x，未能實(shí)現(xiàn)分頻效果，只能通過調(diào)節(jié)電壓調(diào)節(jié)器控制聚合物分散液晶光開關(guān)，然后控制光強(qiáng)。
【權(quán)利要求】
1.一種白光LED分頻及光強(qiáng)控制系統(tǒng)，其特征在于包括白光LED光源、單色儀、聚合物分散液晶光開關(guān)、光纖光譜儀、與所述的聚合物分散液晶光開關(guān)連接且用于向所述的聚合物分散液晶光開關(guān)施加不同電壓的電壓調(diào)節(jié)器及與所述的光纖光譜儀的輸出端連接的計(jì)算機(jī)終端，所述的單色儀、所述的聚合物分散液晶光開關(guān)和所述的光纖光譜儀依次設(shè)置于所述的白光LED光源發(fā)出的白光平行光束的光傳播路徑上，所述的白光LED光源發(fā)出的白光平行光束通過所述的單色儀后成為單色平行光束，所述的單色儀輸出的單色平行光束通過所述的聚合物分散液晶光開關(guān)后由所述的光纖光譜儀的輸入端接收。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種白光LED分頻及光強(qiáng)控制系統(tǒng)，其特征在于所述的白光LED光源采用單芯片白光LED光源。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種白光LED分頻及光強(qiáng)控制系統(tǒng)，其特征在于所述的單色儀采用型號為WGD-1OO的小型光柵單色儀。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種白光LED分頻及光強(qiáng)控制系統(tǒng)，其特征在于所述的光纖光譜儀采用型號為USB4000的微型光纖光譜儀，其波長范圍為200?llOOnm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種白光LED分頻及光強(qiáng)控制系統(tǒng)，其特征在于所述的聚合物分散液晶光開關(guān)包括兩層透明導(dǎo)電薄膜及設(shè)置于兩層所述的透明導(dǎo)電薄膜之間的聚合物分散液晶薄膜，所述的聚合物分散液晶薄膜的中心與所述的單色儀輸出的單色平行光束的中心對準(zhǔn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種白光LED分頻及光強(qiáng)控制系統(tǒng),其特征在于其中一層所述的透明導(dǎo)電薄膜通過導(dǎo)線與所述的電壓調(diào)節(jié)器的正電壓輸出端連接，另一層所述的透明導(dǎo)電薄膜通過導(dǎo)線與所述的電壓調(diào)節(jié)器的負(fù)電壓輸出端連接。
【文檔編號】H04B10/25GK103516436SQ201310472776
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月11日
【發(fā)明者】段天臣, 陶衛(wèi)東, 顏飛彪, 何如雙, 張斌, 潘雪豐, 董建峰, 張玲芬 申請人:寧波大學(xué)