全光阈值器件及应用、硼烯量子点溶液的制备方法
阅读：41发布：2020-05-19
专利汇可以提供全光阈值器件及应用、硼烯量子点溶液的制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种全光 阈值 器件，包括吸收装置、以及与吸收装置相连的 光 放大器 ,吸收装置包括光传输装置、透明容器、以及容置于透明容器内的 硼 烯 量子点 溶液，光 信号 包括光脉冲信号和基底噪声， 光放大器 用于使光脉冲信号的 峰值功率 大于或等于硼烯量子点溶液的饱和吸收功率，且基底噪声的峰值功率小于硼烯量子点溶液的阈值功率。通过将硼烯量子点溶液置于透明容器内，并且将透明容器设于 光信号 的传输路径上。同时控制光脉冲信号的功率以及基底噪声的功率，使基底噪声被硼烯量子点溶液所吸收，而光脉冲信号则不会被吸收，最终达到了消除光信号中的基底噪声的目的。本发明还提供了全光阈值器件的用途以及硼烯量子点溶液的制备方法。，下面是全光阈值器件及应用、硼烯量子点溶液的制备方法专利的具体信息内容。
1.一种全光阈值器件，其特征在于，包括吸收装置、以及与所述吸收装置相连的光放大器,所述光放大器用于放大光信号并使所述光信号传输至所述吸收装置中，所述吸收装置包括光传输装置、透明容器、以及容置于所述透明容器内的硼烯量子点溶液，所述光传输装置用于传输所述光信号，所述透明容器设置于所述光传输装置上且位于所述光信号的传输路径上，所述光信号包括光脉冲信号和基底噪声，所述光放大器用于使所述光脉冲信号的峰值功率大于或等于所述硼烯量子点溶液的饱和吸收功率，且所述基底噪声的峰值功率小于所述硼烯量子点溶液的阈值功率，所述硼烯量子点溶液会吸收所述基底噪声且使所述光脉冲信号继续传输。
2.如权利要求1所述的全光阈值器件，其特征在于，所述光传输装置包括基台、以及分别设于所述基台相对两侧的光信号入射端、光信号出射端，所述透明容器设置于所述基台的表面，所述硼烯量子点溶液的液面与所述基台表面的垂直距离大于所述光信号入射端、所述光信号出射端与所述基台表面的垂直距离。
3.如权利要求1所述的全光阈值器件，其特征在于，所述硼烯量子点溶液的浓度为0.1-
1.0mg/ml。
4.如权利要求1所述的全光阈值器件，其特征在于，所述硼烯量子点溶液包括溶质和溶剂，所述溶质包括硼烯量子点，所述硼烯量子点的厚度为1-10nm，所述硼烯量子点的横向尺寸为2-50nm。
5.如权利要求4所述的全光阈值器件，其特征在于，所述溶剂包括N-甲基呲咯烷酮溶液。
6.一种全光阈值器件，其特征在于，包括吸收装置、以及与所述吸收装置相连的光放大器,所述光放大器用于放大光信号并使所述光信号传输至所述吸收装置中，所述吸收装置包括光波导、以及设置于所述光波导表面的硼烯量子点层，所述光波导用于传输光信号，所述光信号包括光脉冲信号和基底噪声，所述光放大器用于使所述光脉冲信号的峰值功率大于或等于所述硼烯量子点层的饱和吸收功率，且所述基底噪声的峰值功率小于所述硼烯量子点层的阈值功率，所述硼烯量子点层会吸收所述基底噪声且使所述光脉冲信号继续传输。
7.如权利要求6所述的全光阈值器件，其特征在于，所述硼烯量子点层的厚度为1-2μm。
8.一种硼烯量子点溶液的制备方法，其特征在于，包括：
取块状硼源，将所述块状硼源研磨成粉末状，再将所述粉末状硼源、有机剥离溶液、以及碱性溶液混合，得到混合溶液，所述有机剥离溶液包括N-甲基呲咯烷酮溶液；
将所述混合溶液依次进行磁力搅拌、离心分离、以及过滤操作，得到硼烯量子点溶液，在所述磁力搅拌的过程中，所述磁力搅拌的温度为120-180℃，所述磁力搅拌的时间为5-
8h，在所述离心分离的过程中，所述离心分离的转速为5000-10000r/min，所述离心分离的时间为10-30min。
9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述硼源包括硼单质，所述碱性溶液包括氢氧化钠溶液。
10.如权利要求1-7任一项所述的全光阈值器件在消除光信号中的基底噪声的应用。
全光阈值器件及应用、硼烯量子点溶液的制备方法
技术领域
背景技术
[0002] 在现代信息交流高速发展的年代，全光信号处理是光纤通信系统中重要的发展趋势和研究方向。但目前系统接收端接收到的光脉冲信号往往都存在一定量的基底噪声，而这种噪声最终会影响到数字光通信系统的信号接收性能。因此，如何消除基底噪声是光多址接入通信系统中的一个关键问题。
[0003] 目前，全光阈值技术可有效地消除基底噪声。其中，全光阈值技术的核心为：接收端的光信号一般具有足够高的瞬时峰值功率，能在非线性介质中产生非线性效应，通过产生新的频率分量，使得信息信号被保存下来。而基底噪声因峰值功率较低，不足以产生非线性效应，因而当它通过非线性介质中时就会被滤除。
[0004] 现阶段已提出了多种全光阈值技术，例如基于自相位调制(Self-phase Modulation，SPM)和交叉相位调制(XPM Cross-phase Modulation，XPM)的阈值技术。但基于SPM和XPM的阈值技术通常需要使用较长的非线性光纤，并且非线性光纤的损耗较大且稳定性较差。还有人利用周期极化铌酸锂晶体(Periodically Poled Lithium Niobate，PPLN)中的二阶谐波产生(Second-harmonic Generation，SHG)效应来实现全光阈值技术，但PPLN的成本极其高昂，因此难以得到广泛应用。因此，目前急需一种新型的全光阈值器件。
发明内容
[0005] 鉴于此，本发明提供了全光阈值器件及应用、硼烯量子点溶液的制备方法，通过将硼烯量子点溶液容置于透明容器内，并且将透明容器设于光信号的传输路径上。同时控制光放大器使所述光脉冲信号的峰值功率大于或等于所述硼烯量子点溶液的饱和吸收功率，且所述基底噪声的峰值功率小于所述硼烯量子点溶液的阈值功率。通过上述设置使基底噪声被硼烯量子点溶液所吸收，而光脉冲信号则不会被吸收，可完全通过硼烯量子点溶液继续传输，最终达到了消除光信号中的基底噪声的目的。
[0006] 本发明第一方面提供了一种全光阈值器件，包括吸收装置、以及与所述吸收装置相连的光放大器,所述光放大器用于放大光信号并使所述光信号传输至所述吸收装置中，所述吸收装置包括光传输装置、透明容器、以及容置于所述透明容器内的硼烯量子点溶液，所述光传输装置用于传输所述光信号，所述透明容器设置于所述光传输装置上且位于所述光信号的传输路径上，所述光信号包括光脉冲信号和基底噪声，所述光放大器用于使所述光脉冲信号的峰值功率大于或等于所述硼烯量子点溶液的饱和吸收功率，且所述基底噪声的峰值功率小于所述硼烯量子点溶液的阈值功率，所述硼烯量子点溶液会吸收所述基底噪声且使所述光脉冲信号继续传输。
[0007] 其中，所述光传输装置包括基台、以及分别设于所述基台相对两侧的光信号入射端、光信号出射端，所述透明容器设置于所述基台的表面，所述硼烯量子点溶液的液面与所述基台表面的垂直距离大于所述光信号入射端、所述光信号出射端与所述基台表面的垂直距离。
[0008] 其中，所述硼烯量子点溶液的浓度为0.1-1.0mg/ml。
[0009] 其中，所述硼烯量子点溶液包括溶质和溶剂，所述溶质包括硼烯量子点，所述硼烯量子点的厚度为1-10nm，所述硼烯量子点的横向尺寸为2-50nm。
[0010] 其中，所述溶剂包括N-甲基呲咯烷酮溶液。
[0011] 本发明第一方面提供的全光阈值器件，通过将硼烯量子点溶液容置于透明容器内，并且将透明容器设于光信号的传输路径上，使光信号通过硼烯量子点溶液，进而使硼烯量子点溶液发挥全光阈值效应。同时控制光放大器使所述光脉冲信号的峰值功率大于或等于所述硼烯量子点溶液的饱和吸收功率，且所述基底噪声的峰值功率小于所述硼烯量子点溶液的阈值功率。通过上述设置当光信号在通过硼烯量子点溶液时，基底噪声就会被硼烯量子点溶液所吸收，而光脉冲信号则不会被吸收，可完全通过硼烯量子点溶液继续传输，最终达到了消除光信号中的基底噪声的目的，起到全光阈值效果，提高接收信号的信噪比，改善信号质量，有利于提高系统接收判决性能。另外，硼烯量子点溶液价格低，制备工艺也较为简单，可极大地降低全光阈值器件的成本。因此，本发明提供的全光阈值器件不仅可有效地进行除噪，而且结构简单，成本低廉。
[0012] 本发明第二方面提供了一种全光阈值器件，包括吸收装置、以及与所述吸收装置相连的光放大器,所述光放大器用于放大光信号并使所述光信号传输至所述吸收装置中，所述吸收装置包括光波导、以及设置于所述光波导表面的硼烯量子点层，所述光波导用于传输光信号，所述光信号包括光脉冲信号和基底噪声，所述光放大器用于使所述光脉冲信号的峰值功率大于或等于所述硼烯量子点层的饱和吸收功率，且所述基底噪声的峰值功率小于所述硼烯量子点层的阈值功率，所述硼烯量子点层会吸收所述基底噪声且使所述光脉冲信号继续传输。
[0013] 其中，所述硼烯量子点层的厚度为1-2μm。
[0014] 本发明第二方面提供的全光阈值器件，通过将硼烯量子点层设于光波导的表面，使光信号在经过光波导的内壁上时，可使硼烯量子点层发挥全光阈值效应。同时控制光放大器使所述光脉冲信号的峰值功率大于或等于所述硼烯量子点溶液的饱和吸收功率，且所述基底噪声的峰值功率小于所述硼烯量子点溶液的阈值功率。通过上述设置当光信号在光波导中传输时，基底噪声就会被硼烯量子点层所吸收，而光脉冲信号则不会被吸收，可继续传输，最终达到了消除光信号中的基底噪声的目的，起到全光阈值效果，提高接收信号的信噪比，改善信号质量，有利于提高系统接收判决性能。另外，硼烯量子点层价格低，制备工艺也较为简单，可极大地降低全光阈值器件的成本。因此，本发明提供的全光阈值器件不仅可有效地进行除噪，而且结构简单，成本低廉。
[0015] 本发明第三方面提供了一种硼烯量子点溶液的制备方法，包括：
[0017] 将所述混合溶液依次进行磁力搅拌、离心分离、以及过滤操作，得到硼烯量子点溶液，在所述磁力搅拌的过程中，所述磁力搅拌的温度为120-180℃，所述磁力搅拌的时间为5-8h，在所述离心分离的过程中，所述离心分离的转速为5000-10000r/min，所述离心分离的时间为10-30min。
[0019] 本发明第三方面提供的制备方法，制备方法简单，成本低廉，可快速、有效地制备出硼烯量子点溶液。
[0020] 本发明第四方面提供了如本发明第一方面或第二方面所述的全光阈值器件在消除光信号中的基底噪声的应用。
[0022] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图进行说明。
[0023] 图1为本发明实施例提供的全光阈值器件的结构示意图。
[0024] 图2为本发明另一实施例提供的全光阈值器件的结构示意图。
[0025] 图3为本发明实施例提供的硼烯量子点溶液的制备工艺的工艺流程图。
[0026] 图4为本发明实施例提供的全光阈值器件的应用工艺流程图。
[0027] 图5为本发明实施例提供的全光阈值器件对比测试的装置示意图。
[0028] 图6为本发明实施例提供的硼烯量子点溶液或硼烯量子点层的饱和吸收效应曲线的装置示意图。
[0029] 图7为本发明实施例提供的吸收装置的饱和吸收效应曲线图。
[0030] 附图标记：
[0031] 吸收装置-1，光信号入射端-101，透明容器-102，硼烯量子点溶液-103，基台-104，光信号出射端-105，光波导-111，硼烯量子点层-112。
具体实施方式
[0032] 以下是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
[0033] 请参考图1，本发明实施例提供的一种全光阈值器件，包括吸收装置1、以及与所述吸收装置1相连的光放大器(未在图中示出),所述光放大器用于放大光信号并使所述光信号传输至所述吸收装置1中，所述吸收装置1包括光传输装置、透明容器102、以及容置于所述透明容器102内的硼烯量子点溶液103，所述光传输装置用于传输所述光信号，所述透明容器102设置于所述光传输装置上且位于所述光信号的传输路径上，所述光信号包括光脉冲信号和基底噪声，所述光放大器用于使所述光脉冲信号的峰值功率大于或等于所述硼烯量子点溶液103的饱和吸收功率，且所述基底噪声的峰值功率小于所述硼烯量子点溶液103的阈值功率，所述硼烯量子点溶液103会吸收所述基底噪声且使所述光脉冲信号继续传输。
[0034] 自从石墨剥离得到石墨烯取得成功以来，科学界对二维纳米材料的研究兴趣很大，近年来已成为研究的核心。因此各种各样的二维层状纳米材料陆续地被研发出来。硼烯量子点也正是因此孕育而生。硼烯量子点是由硼单质经过一系列的玻璃和制备后产生的具有独特化学结构的二维材料。硼烯量子点只含有硼单质，这与硼掺杂石墨烯有本质上的区别，二者是完全不同的物质。但硼烯量子点作为一种新型的二维薄膜材料，目前各领域科研人员对于它的制备、以及应用还处于起步状态，并没有进行更深的研究与应用，也没有人发现硼烯量子点可吸收光信号中的基底噪声，更没有人将硼烯量子点应用于全光阈值技术中。
[0035] 在本发明中，硼烯量子点溶液103和硼烯量子点层112中起到关键作用的是硼烯量子点，并且从硼烯量子点的饱和吸收效应曲线图中可以得到硼烯量子点的饱和吸收功率和阈值功率。其中，饱和吸收功率为硼烯量子点具有最大透射率时的光信号的输入功率，阈值功率为硼烯量子点具有最小透射率时的光信号的输入功率。当一束信号经过硼烯量子点时，如果该信号的峰值功率大于硼烯量子点的饱和吸收功率，则该信号可以无损耗地通过硼烯量子点。如果该信号的功率小于硼烯量子点的阈值功率，则该信号完全无法通过硼烯量子点，会被硼烯量子点完全吸收。如果该信号的功率介于硼烯量子点的饱和吸收功率和阈值功率之间，则该信号会部分被吸收，而剩余的信号会继续传播。另外，硼烯量子点的制备工艺简单，成本低廉，还可重复使用。
[0036] 本发明的全光阈值器件用于将待进入光接收机的光信号进行整形，以消除光信号中的基底噪声，并且全光阈值器件位于光电探测器之前，即光信号先通过全光阈值器件进行除噪处理，然后再进入光电探测器。而光放大器可将光信号中的各个信号进行放大。在本发明实施例中，可通过控制光放大器用于使所述光脉冲信号的峰值功率大于或等于所述硼烯量子点溶液103的饱和吸收功率，且所述基底噪声的峰值功率小于所述硼烯量子点溶液103的阈值功率。其中，光脉冲信号的峰值功率即光脉冲信号的最大功率，本申请正是采用放大器控制光脉冲信号的峰值功率大于或等于所述硼烯量子点溶液103的饱和吸收功率从而可以使光脉冲信号透过。而基底噪声的峰值功率即基底噪声的最大功率，如果基底噪声的最大功率都小于硼烯量子点溶液103的阈值功率，那么基底噪声的其他功率肯定小于硼烯量子点溶液103的阈值功率。
[0037] 本发明实施方式中，硼烯量子点溶液103的饱和吸收功率为硼烯量子点溶液103的峰值饱和吸收功率。硼烯量子点溶液103的阈值功率为硼烯量子点溶液103的峰值阈值功率。将饱和吸收功率和阈值功率转换为峰值饱和吸收功率和峰值阈值功率可进一步提升全光阈值技术的效果。
[0038] 本发明的吸收装置1是为了吸收光信号中基底噪声而设置的装置，本发明将硼烯量子点溶液103放入透明容器102内，并将透明容器102设置于光传输装置内光信号的传播路径上，使光信号在传播时会穿过透明容器102，即会穿过硼烯量子点溶液103。而此时由于光信号中的光脉冲信号的峰值功率大于或等于硼烯量子点溶液103的饱和吸收功率，因此光脉冲信号可以完全通过硼烯量子点溶液103继续传输。而光信号中的基底噪声的峰值功率小于硼烯量子点溶液103的阈值功率，因此基底噪声会被硼烯量子点溶液103完全吸收。综上所述当光信号经过透明容器102时，光信号中的基底噪声会被完全吸收，只留下光脉冲信号，最终达到了消除光信号中的基底噪声的目的，起到全光阈值效果，提高接收信号的信噪比，改善信号质量，有利于提高系统接收判决性能。另外，硼烯量子点溶液103价格低，制备工艺也较为简单，可极大地降低全光阈值器件的成本。而且，该全光阈值器件中不需要使用非线性光纤或者昂贵的PPLN半导体器件，从而避免了使用非线性光纤带来的损耗较大和稳定性差的缺陷以及成本较高的缺陷。因此，本发明提供的全光阈值器件不仅可有效地进行除噪，而且结构简单，成本低廉。
[0039] 本发明实施方式中，光传输装置为Fiber Bench光学可调型U型台。透明容器102包括比色皿。比色皿中的硼烯量子点溶液103不会受到污染，可反复使用，仍然可以应用于其他方面的研究。
[0040] 本发明实施方式中，所述光传输装置包括基台104、以及分别设于所述基台104相对两侧的光信号入射端101、光信号出射端105，所述透明容器102设置于所述基台104的表面，所述硼烯量子点溶液103的液面与所述基台104表面的垂直距离大于所述光信号入射端101、所述光信号出射端105与所述基台104表面的垂直距离。光信号从光信号入射端101进入，然后再吸收装置1内传输，并经过透明容器102，最后再从光信号出射端105射出，进入到下一个装置中。
[0041] 本发明实施方式中，所述光放大器与所述饱和吸收装置1沿光传播方向设置且通过光纤连接。优选地，所述光纤为单模光纤。
[0042] 本发明实施方式中，所述光放大器包括掺饵光纤光放大器或半导体光放大器中的任意一种。
[0043] 本发明实施方式中，所述硼烯量子点溶液103的浓度为0.1-1.0mg/ml。硼烯量子点溶液103的浓度对于吸收装置1的吸收范围有着很大的影响。当硼烯量子点溶液103浓度过低时，可能会有部分基底噪声无法被吸收。当硼烯量子点溶液103浓度过高时，可能会使部分光脉冲信号被吸收。优选地，所述硼烯量子点溶液103的浓度为0.1-0.7mg/ml。更优选地，所述硼烯量子点溶液103的浓度为0.1-0.5mg/ml。
[0044] 本发明实施方式中，硼烯量子点溶液103包括溶质和溶剂，所述溶质包括硼烯量子点，所述硼烯量子点的厚度为1-10nm(厚度是指硼烯量子点的高度)，所述硼烯量子点的横向尺寸为为2-50nm(横向尺寸是指硼烯量子点的长度或宽度)。本发明实施例中溶质为硼烯量子点。从上述介绍可知，硼烯量子点为二维层状材料。并且硼烯量子点的厚度为1-10nm。而硼烯量子点的横向尺寸为2-50nm。优选地，所述硼烯量子点的厚度为2-8nm，所述硼烯量子点的横向尺寸为5-40nm。更优选地，所述硼烯量子点的厚度为4-6nm，所述硼烯量子点的横向尺寸为10-30nm。
[0045] 本发明实施方式中，所述溶剂包括但不限于N-甲基呲咯烷酮溶液。N-甲基呲咯烷酮(1-methyl-2-pyrrolidone，简称NMP)。NMP是适合用于二维材料硼单质剥离的有机溶液，NMP的加入使得硼单质更易形玻璃从而形成硼烯量子点。
[0046] 请参考图2，除了本发明上述提供的全光阈值器件，本发明还提供了另一个全光阈值器件的结构。本发明另一实施例提供的全光阈值器件，包括吸收装置1、以及与所述吸收装置1相连的光放大器,所述光放大器用于放大光信号并使所述光信号传输至所述吸收装置1中，所述吸收装置1包括光波导111、以及设置于所述光波导111表面的硼烯量子点层112，所述光波导111用于传输光信号，所述光信号包括光脉冲信号和基底噪声，所述光放大器用于使所述光脉冲信号的峰值功率大于或等于所述硼烯量子点层112的饱和吸收功率，且所述基底噪声的峰值功率小于所述硼烯量子点层112的阈值功率，所述硼烯量子点层112会吸收所述基底噪声且使所述光脉冲信号继续传输。
[0047] 本发明另一实施例提供的全光阈值器件，其中光波导111是引导光波在其中传播的介质装置，又称介质光波导111。通过将硼烯量子点层112设于光波导111的表面，使光信号在经过光波导111的内壁上时，可使硼烯量子点层112发挥全光阈值效应。同时控制光放大器使所述光脉冲信号的峰值功率大于或等于所述硼烯量子点溶液103的饱和吸收功率，且所述基底噪声的峰值功率小于所述硼烯量子点溶液103的阈值功率。通过上述设置当光信号在光波导111中传输时，基底噪声就会被硼烯量子点层112所吸收，而光脉冲信号则不会被吸收，可继续传输，最终达到了消除光信号中的基底噪声的目的，起到全光阈值效果，提高接收信号的信噪比，改善信号质量，有利于提高系统接收判决性能。另外，硼烯量子点层112价格低，制备工艺也较为简单，可极大地降低全光阈值器件的成本。而且，该全光阈值器件中不需要使用非线性光纤或者昂贵的PPLN半导体器件，从而避免了使用非线性光纤带来的损耗较大和稳定性差的缺陷以及成本较高的缺陷。因此，本发明提供的全光阈值器件不仅可有效地进行除噪，而且结构简单，成本低廉。优选地，硼烯量子点溶液103的饱和吸收功率为硼烯量子点溶液103的峰值饱和吸收功率。硼烯量子点溶液103的阈值功率为硼烯量子点溶液103的峰值阈值功率。
[0048] 本发明实施方式中，所述硼烯量子点层112的厚度为1-2μm。本发明实施例中硼烯量子点层112过厚的话会影响光波导111的使用效果。但若硼烯量子点层112过薄的话，硼烯量子点层112则无法起到
[0049] 本发明实施方式中，所述光波导111包括微纳光纤。
[0050] 本发明实施例还提供了一种全光阈值器件的具体制备方法，包括
[0051] 步骤1：将硼烯量子点溶液103盛放在比色皿中，填满三分之二，使所述硼烯量子点溶液103的液面与所述基台104表面的垂直距离大于所述光信号入射端101、所述光信号出射端105与所述基台104表面的垂直距离。将含有硼烯量子点溶液103的比色皿固定在Fiber Bench光学可调型U型台中间，形成吸收装置1。或者采用光纤光镊的方法将所述硼烯量子点包覆在所述光波导111的表面，形成硼烯量子点层112，得到饱和吸收装置1。
[0052] 步骤2：提供光放大器，将所述光放大器与所述吸收装置1连接，形成基于硼烯量子点饱和吸收效应的全光阈值器件。
[0053] 请参考图3，本发明实施例提供的一种硼烯量子点溶液103的制备方法，包括S101和S102。其中S101和S102的详细介绍如下。
[0054] S101：取块状硼源，将所述块状硼源研磨成粉末状，再将所述粉末状硼源、有机剥离溶液、以及碱性溶液混合，得到混合溶液，所述有机剥离溶液包括N-甲基呲咯烷酮溶液；
[0055] 本发明先将块状硼源研磨成粉末状硼源，这样有利于增大硼源的比表面积，使硼源更易剥离成硼烯量子点。其次，有机剥离溶液可将硼源进行剥离，生成硼烯，而碱性溶液则可提高硼烯量子点的稳定性。
[0056] S102：将所述混合溶液依次进行磁力搅拌、离心分离、以及过滤操作，得到硼烯量子点溶液103，在所述磁力搅拌的过程中，所述磁力搅拌的温度为120-180℃，所述磁力搅拌的时间为5-8h，在所述离心分离的过程中，所述离心分离的转速为5000-10000r/min，所述离心分离的时间为10-30min。
[0057] 将混合溶液进行磁力搅拌是为了让粉末状硼源、有机剥离溶液、以及碱性溶液混合的更加均匀，反应得更加完全、彻底。离心分离可将硼烯量子点与其他物质完全分隔开来，其中硼烯量子点由于质量变小，会处于溶液的上方，即上清液为硼烯量子点溶液103。而过滤操作则是为了取上清液，就可得到本发明所需求的硼烯量子点溶液103了。本发明实施例提供的制备方法，制备方法简单，成本低廉，可快速、有效地制备出硼烯量子点溶液103。
[0058] 本发明实施方式中，所述硼源包括硼单质，所述碱性溶液包括氢氧化钠溶液。加入的含有氢氧化钠的NMP溶液能提高制备的硼烯量子点溶液103的稳定性。
[0059] 本发明实施例还提供了一种硼烯量子点溶液103的具体制备方法，包括：
[0060] 步骤1：取单质硼晶体1mg，将硼晶体研磨成粉末状的硼，再向粉末状硼里加入NMP溶液，使其溶液的体积达到20ml，再加180ml的NMP溶液，使其溶液的体积达到200ml。然后再将200ml的含有硼单质的NMP溶液和200mg的氢氧化钠加入三口烧瓶中，得到混合溶液。
[0061] 步骤2：向混合溶液中加入磁子，再通入10min的氮气来排除三口烧瓶中的空气。然后在140℃的温度下加热搅拌6h。再将搅拌后的混合溶液置于离心机上以转速7000r/min的速度离心分离20min，最后将离心后的混合溶液进行过滤，取上清液，该上清液为含有硼烯量子点的NMP溶液，即硼烯量子点溶液103。
[0062] 请参考图4，本发明实施例提供的如本发明实施例提供的全光阈值器件在消除光信号中的基底噪声的应用。所述应用包括S201，S202，S203，S204。其中，S201，S202，S203，S204的详细介绍如下。
[0063] S201：根据所述硼烯量子点溶液103或所述硼烯量子点层112，得到所述硼烯量子点溶液103或所述硼烯量子点层112的饱和吸收效应曲线；
[0064] S202：根据所述饱和吸收效应曲线，得到所述硼烯量子点溶液103或所述硼烯量子点层112的平均阈值功率和平均饱和吸收功率；
[0065] S203：根据所述平均阈值功率和所述平均饱和吸收功率，得到所述硼烯量子点溶液103或所述硼烯量子点层112的峰值阈值功率和峰值饱和吸收功率；
[0066] S204：取光信号，并使所述光信号通过所述硼烯量子点溶液103或所述硼烯量子点层112，所述光信号包括光脉冲信号和基底噪声，所述光脉冲信号的峰值功率大于或等于所述硼烯量子点溶液103或所述硼烯量子点层112的饱和吸收功率，且所述基底噪声的峰值功率小于所述硼烯量子点溶液103或所述硼烯量子点层112的阈值功率，所述基底噪声被所述硼烯量子点溶液103或所述硼烯量子点层112吸收，所述光脉冲信号则继续传播。
[0067] 本发明实施例提供的应用，通过采用本发明实施例提供的全光阈值器件，可有效地消除光信号中的基底噪声，提高接收信号的信噪比，改善信号质量，有利于提高系统接收判决性能。
[0068] 请参考图5，本发明实施例还提供了全光阈值器件对比测试的装置示意图。如图所示，201代表可调谐光源，202代表微波信号发生器，203代表光调制器，204代表20:80的第一光耦合器，205代表相位限迟器，206代表50：50的第二光耦合器，207代表第一光电探测器，208代表光放大器，209代表吸收装置，210代表第二光电探测器，211代表示波器。其中，第一光耦合器204的20％的输出端与相位延迟器205输入端相连，相位延迟器205的输出端与光耦合器206的其中50％输入端相连。第一光耦合器204的80％输出端与光耦合器206的另一个50％输入端相连。第二光耦合器206的其中一个50％输出端与第一光电探测器207相连。
第二光耦合器206的另一个50％输出端与光放大器208相连。图中箭头代表光在通信用单模光纤中的传播方向。
第二光耦合器206的另一个50％输出端与光放大器208相连。图中箭头代表光在通信用单模光纤中的传播方向。
[0069] 本发明实施例提供的全光阈值器件的对比测试的实验过程为：可调谐光源201可产生CW连续光。从可调谐光源201产生的CW连续光进入光调制器203，而微波信号发生器202输出的模拟信号加载进入光调制器203，其中光调制器203可将CW连续光调制成为具有一定强度和频率的光信号。本发明另一实施例利用模拟信号加载在CW连续光上产生的信号来模拟通信中带有基底噪声的信噪比低的光信号。其中，CW连续光模拟光脉冲信号，模拟信号模拟基底噪声。从光调制器203输出的光信号进入20:80的第一光耦合器204，一部分光信号从第一光耦合器204的20％输出端进入到相位延迟器205中，相位延迟器205可光信号产生一定的相位偏移。从相位延迟器205输出的光信号进去到第二光耦合器206中。第一光耦合器204的剩余的光信号从第一光耦合器204的80％输出端进入到第二光耦合器206中。一部分光信号从第二光耦合器206中的一个50％的输出端输出到第一光电探测器207，第一光电探测器207将该部分的光信号转换成第一电信号进行接收判决，再将该第一电信号输出到示波器211进行观察。其中，可以观察到两束不同相位和强度的光耦合成一束光，强度高的代表光脉冲信号，强度低的代表基底噪声，此时的这个光信号即可以代表通信中含有基底噪声的信噪比差的光信号。
[0070] 第二光耦合器206中剩余的光信号从第二光耦合器206中另一个50％的输出端输出到光放大器208进行放大，再通过吸收装置209，吸收装置可进行全光阈值作用，将基底噪声进行吸收，而光脉冲信号则可以全部通过。经过全光阈值整形后的光信号输入到第二光电探测器210。第二光电探测器210将该部分的光信号转换成第二电信号进行接收判决，再将该第二电信号输出到示波器211进行观察。其中，可以观察到只有一束强度很高的光信号，并没有强度较低的光信号。而该强度较高的光信号代表光脉冲信号。
[0071] 因此，从上述对比实验过可以看出，没有经过吸收装置209进行全光阈值作用的光信号存在基底噪声。而经过吸收装置209进行全光阈值作用的光信号基底噪声被明显滤除。因此，本申请提供的全光阈值器件可以有效地起到全光阈值的效果，提高接收信号的信噪比，改善信号质量，有利于提高系统接收判决性能。
[0072] 请参考图6，本发明实施例提供了一种测试硼烯量子点溶液103或硼烯量子点层112的饱和吸收效应曲线的装置示意图。饱和吸收效应曲线可以为光信号的功率工作区域提供理论依据。
[0073] 如图所示，301代表脉冲激光器，302代表光放大器，303代表可调谐光衰减器，304代表光耦合器，305代表第一功率计，306代表吸收装置，307代表第二功率计，图3中箭头所指方向为光传播方向。
[0074] 饱和吸收效应曲线测试过程为：脉冲激光器301可发出脉冲光，从脉冲激光器301发出的脉冲光经过光放大器302放大后通过可调谐光衰减器303，调谐光衰减器303可根据可调谐衰减器303的衰减大小来调节输入给硼烯量子溶液或硼烯量子点层112的光功率大小，以便于测试可饱和吸收曲线。通过可调谐光衰减器303的脉冲光经过光耦合器304，一部分光耦合器304的光信号从一个输出端输出给第一光功率计305，其中，第一光功率计305用于监测输入吸收装置306的光功率大小。而剩余的光耦合器304的光信号从另一个输出端输出给吸收装置1306。从吸收装置306输出的光信号再输入至第二功率计307，第二功率计307用于检测输出吸收装置306的光功率大小。最后，根据输入吸收装置306的光功率大小和输出吸收装置306的光功率大小绘制饱和吸收效应曲线图，如图7所示。
[0075] 请参考图7，图7为本发明实施例提供的吸收装置1的饱和吸收效应曲线图。由饱和吸收效应曲线可以得出平均阈值功率Pa和平均饱和吸收功率Pb。大于平均饱和吸收功率Pb的光信号可完全透明通过，而低于平均阈值功率Pa的光信号则会被硼烯量子点所吸收。后续还可将吸收装置1的平均阈值功率Pa和平均饱和吸收功率Pb转换成峰值阈值功率PA和峰值饱和吸收功率PB。
[0076] 以上对本发明实施方式所提供的内容进行了详细介绍，本文对本发明的原理及实施方式进行了阐述与说明，以上说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 有发电机的用电产品 | 2020-05-13 | 167 |
| 一种基于心电图的心率监测分析方法 | 2020-05-21 | 53 |
| 一种激光条纹遮挡噪声滤除及补偿方法 | 2020-05-15 | 329 |
| 输送带式检针机的灵敏度测试方法及输送带式检针机 | 2020-05-16 | 207 |
| 一种基于机载LiDAR测深系统的水下点云去噪方法 | 2020-05-21 | 305 |
| 一种基于云的垃圾分拣系统、方法、信息处理终端及存储介质 | 2020-05-08 | 194 |
| 一种复杂场景下香烟品牌识别方法 | 2020-05-19 | 950 |
| 一种基于图像的隧道病害识别系统 | 2020-05-18 | 338 |
| 一种低噪声轴流风机复合仿生翼型叶片 | 2020-05-22 | 633 |
| 一种用于灰岩加工的荒料切割固定装置 | 2020-05-12 | 200 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈