Оптоультразвуковые каналы связи

Введение. Ультразвук широко используется в различных приложениях, таких как мониторинг состояния конструкций, биомедицинская ультразвуковая визуализация, приемо-передача информации (данных). Ультразвуковые приемо-передатчики являются одной из современных систем коммуникации как на ближнем, так и удаленном доступе. Действительно, технология процесса передачи информации с помощью каналов связи на основе ультразвуковых (УЗ) колебаний и физической реализации передачи с помощью оптоволокна находят большое применение в условиях конфиденциальности обработки данных. При этом потребности беспроводной и проводной коммуникации потребовали разработку более совершенных приложений (программ, аппаратных решений). В частности, возникли новые проблемные вызовы, требующие, чтобы приемо-передатчики имели высокую частоту, широкую полосу пропускания и компактные размеры. Цель исследования. Рассмотреть подход «технология - оптоультразвук», применяемый в каналах приемо-передачи данных. Эта технология предполагает генерацию ультразвука импульсом с помощью оптико-акустического эффекта, с последующим приемом и обработкой УЗ-колебаний. Оптические ультразвуковые приемо-передатчики, основанные на фотоакустическом (УЗ) принципе действия, имеют большой потенциал, в частности, для получения необходимой (супервысокой) частоты передаваемого сигнала; широкой полосы пропускания (быстродействие); простоты использования в качестве приемо-передатчиков; не высокую стоимость изготовления. Материалы и методы. Были исследованы различные методы спектрального анализа (Фурье и Вейвлет), позволяющие обеспечить достижения поставленной выше цели. Результаты. По сравнению с традиционными технологиями приемо-передачи информации оптические ультразвуковые приемо-передатчики обеспечивают высокочастотную связь, широкую полосу пропускания и компактные размеры. Заключение. В работе исследованы методы спектрального анализа (Фурье и Вейвлет) и предложены на их основе возможные варианты реализации оптических ультразвуковых приемо-передатчиков, которые могут генерировать ультразвуковые импульсы с длительностью в масштабе наносекунд с помощью сверхбыстрого лазера и принимать с высокой степенью защищенности конфиденциальные данные. При этом комбинируя принцип генерации фотоакустического ультразвука с применением оптоволокна, можно получить компактные и недорогие ультразвуковые приемо-передатчики.