[发明专利]一种中红外通讯装置

说明书

本发明阐述一种中红外通讯装置，其特征在于，至少包括石墨烯纤维、数据发送控制电路和数据接收控制电路，所述石墨烯纤维与数据发送控制电路或数据接收控制电路相连，进行对中红外光的发射或接收；本发明原材料来源广泛，可以进行批量制备；是首例基于中红外光的通讯装置，数据传输稳定，在数字通信等领域有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及数字通讯领域，具体涉及一种中红外通讯装置。

背景技术

数字通讯技术是一种以不同光波为媒介实现数据传输的前沿技术，通常包括接收和发送两个部分。目前的通讯技术主要是以长波段的微波作为媒介，在短波段区域鲜有涉及，主要原因是受限于光电传感器性能的不足。

波长在2-25微米的光被称为中红外光，由于其特殊的波长分布，如果能实现以中红外光作为载体的数据传输，将在分子检测、医疗保健、气象科学、保密通信等前沿领域产生重大影响。

传统的中红外光的发射源大都由半导体器件构筑而成，其原理是在电场作用下载流子复合产生中红外光子。这种器件有两大缺陷：一是效能低下，二是半导体器件大都是脆性比较大的过渡金属材料，价格昂贵且制备成本较高。

传统的中红外光的探测器可分为两种：一种是半导体，这种材料脆性比较大且价格昂贵；另一种是微纳米尺度的层状材料，如石墨烯、过渡金属氧（硫）化物等，这种材料难以承受相当的力学作用，而且效能较低。另外，传统的中红外探测器只能在低温情况下工作，在高温下会逐渐失效。

发明内容

本发明提供一种中红外通讯装置，其主要是以石墨烯纤维作为中红外的光电转换材料。

本发明的目的是提供一种中红外通讯装置，其主要是以石墨烯纤维作为中红外的电-光转换材料，实现中红外波段的高效能信号发送。所述石墨烯纤维通过高效能的灰体辐射把输入的电能转化为焦耳热并以中红外光的形式辐射出去，辐射的波长分布和发光频率可以通过电场进行调控；逐步增加输入电场，纤维表面的温度逐渐升高，发光的强度随着增强，波长向短波蓝移。所述石墨烯纤维发光波长的分布区域在1-30微米，发光频率最快达到10兆赫兹。

本发明的另一个目的是提供一种中红外通讯装置，其主要是以石墨烯纤维作为中红外的光-电转换材料，现有通讯设备中信号采集芯片的宏观化。

本发明的另一个目的在于提供一种中红外通讯装置，其主要是以石墨烯纤维作为中红外的光-电转换材料，解决了通讯设备中信号采集芯片的力学问题，可以承受相当的力学作用，可编织、价格低廉、密度低、速率快。

本发明的另一个目的在于提供一种中红外通讯装置，其主要是以石墨烯纤维作为中红外的光-电转换材料，解决了通讯设备中信号采集芯片的适用性问题。探测波长的范围为3-10微米，最快探测频率达1兆赫兹，适用复杂工作环境，其中，工作气压环境为0-1013mbar，工作温度环境为30-400K。

本发明的另一个目的是提供一种中红外通讯装置，其主要是以石墨烯纤维作为中红外的光-电、电-光双向转换材料，实现半双工通讯。

为了实现上述目的之一，本申请采用如下方案： 一种中红外通讯装置，至少包括接收端和发射端，所述接收端包括第一石墨烯纤维和数据发送控制电路；所述发射端包括第二石墨烯纤维和数据接收控制电路；所述第一石墨烯纤维和第二石墨烯纤维的碳氧比均在10以上；

所述数据发送控制电路包括：

用于将输入的信号转换成0.1-3.6V/cm偏压的转换模块;所述偏压施加在所述第二石墨烯纤维两端；所述第二石墨烯纤维在0.1-3.6V/cm的偏压下，发出中红外光。

所述数据接收控制电路包括：

用于用于采集流经所述第一石墨烯纤维的电流信号的采集模块，所述采集模块给所述第一石墨烯纤维输入100mA以下的暗电流；所述石墨烯纤维在100mA以下的暗电流激发下，将中红外光转换成电信号。