[实用新型]用于紫外散射通信具有光电倍增透射阴极的气汞放电灯

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于紫外散射通信具有光电倍增透射阴极的气汞放电灯，属于光电技术领域。

背景技术

紫外散射通信是一种局域保密通信方式，利用日盲区(200～300nm)紫外光作为信息传输的载体，利用大气粒子对紫外光的散射实现信息传输，属于非视线(NonLineofSight)光通信。

紫外散射通信系统的光源主要是紫外气体放电灯，如汞气体放电无极灯。该无极灯由高频开关电源为电子镇流器供电，电子镇流器会产生高于1.5MHz以上工作频率的交变电流，该交变电流通过线圈后产生的交变磁场通过套在灯管外面的一对铁芯使灯管内形成感应电流，从而使低压汞和惰性气体如氩气的混合蒸汽放电，辐射出253.7nm的紫外线。用原始信号调制所述高频交变电流，所辐射的紫外线就成为承载该原始信号的通信电磁波。

尽管所述无极灯发射功率高达瓦级，能够满足紫外散射通信距离的要求。尽管在现有技术中工作频率已经提高到3.7MHz，但是，对于通信来说，所述的工作频率太低，在被原始信号调制后，这一频率还要降低，这使得最后的通信传输速率一般不会超过100Kbps。因此，这种光源不能满足高速通信的要求。

可见，在现有技术中尚缺乏一种兼具高发射功率、高传输速率特点的可调制紫外光源。

实用新型内容

为了获得一种兼具高发射功率、高传输速率特点的可调制紫外光源，我们发明了一种用于紫外散射通信具有光电倍增透射阴极的气汞放电灯，采用该放电灯，在保证紫外发射功率的同时，大幅提高紫外通信光源的开关速率，从而提高通信传输速率。

本实用新型之用于紫外散射通信具有光电倍增透射阴极的气汞放电灯在石英玻壳内腔的一端设置光电阴极，另一端设置阳极，在光电阴极与阳极之间临近光电阴极处设置微通道板，在光电阴极、微通道板、阳极之间以及微通道板两端加有方向相同的电压；其特征在于，石英玻壳内腔由透射式阴极分隔为电子倍增腔和辉光放电腔；光电阴极、微通道板位于电子倍增腔，电子倍增腔为真空腔；阳极位于辉光放电腔，辉光放电腔为低压腔，充有汞蒸汽和氩气；所述透射式阴极的结构为，在圆环状铝片启辉阴极中间镶嵌阵列微孔玻板，阵列微孔玻板朝向电子倍增腔的一端镀有铝膜渡越阴极，启辉阴极与渡越阴极短路；微通道板朝向透射式阴极的一端与阳极之间的电压包括微通道板朝向透射式阴极的一端与透射式阴极之间的电压和透射式阴极与阳极之间的电压；在石英玻壳的电子倍增腔外端设置红外激光触发光源。

本实用新型其技术效果在于，选用现有光通信普遍使用的红外光作为触发光，红外激光触发光源发出的触发光透过石英玻壳的电子倍增腔外端照射光电阴极，产生的光电子经微通道板增强后，穿透透射式阴极，在到达阳极的过程中激励辉光放电腔内的汞蒸汽放电，在氩气的阻滞下，产生平稳的253.7nm的紫外线，透射石英玻壳后放射到自由空间。

由原始信号通过调制电路控制红外激光触发光源的电源，进而调制触发光脉冲频率，最终放射的紫外光得到相同的调制，实现紫外散射通信信号的发射。

由于本实用新型属于气体放电光源，光输出功率与辉光放电腔的长度、直径以及透射式阴极的电子渡越能力直接相关，本实用新型完全可以根据光输出功率的需要设计辉光放电腔的长度、直径，另外，光电子经微通道板的倍增后，在高压下，如8200V，绝大多数能够渡越厚度不足1μm的渡越阴极，因此，紫外光输出功率完全能够达到瓦级。

现有红外光纤通信调制带宽能够达到甚高频量级，即30～300MHz，那么，本实用新型的理论通信频响带宽应该是300MHz，通信传输速率则能够达到600Mbps，远远大于现有紫外散射通信技术100Kbps的传输速率。并且，由于红外激光触发光源的电源开关速率可达到10GHz以上，光电阴极转化时间又仅为皮秒量级，微通道板的渡越时间也仅为亚纳秒量级，因此，在这些环节不会造成信号转换延迟；在辉光放电腔内虽然会发生多径时延，造成延时，但是，完全可以通过缩短辉光放电腔腔长和调整汞蒸气气压来校正频响特性。因此，本实用新型的实际通信传输速率也会远远高于现有技术。

附图说明

附图是本实用新型之用于紫外散射通信具有光电倍增透射阴极的气汞放电灯结构示意图，该图同时作为摘要附图。

具体实施方式