本发明涉及光通信，具体涉及一种水下无线光通信绿光光源器件及其应用。
背景技术：
1、海洋资源的开发和利用与水下通信的发展密不可分，相关研究工作日益受到人们的重视。水下通信分为有线和无线两种方式，前者指利用光纤进行传输的通信方式，尽管具有传输速率高、容量大、抗干扰性强等优点，但海底光缆成本较高且易遭受海水侵蚀及海底生物的破坏，限制了水下通信的广泛应用。水下无线通信技术目前分为水声通信、水下射频通信和水下可见光通信三种类型，水声通信速率低，易出现延时，而且声波容易对水下生物造成不利影响，系统设备体积庞大，能耗较大；水下射频通信的载波电磁波在水下衰减严重，通信距离不足10米，无法满足未来远距离、高速率的无线通信；水下光通信是一项以光波作为信息载体的新兴技术，相较于前两者具备通信速率高、容量大、安全性好的优势，可应用于水下航行、深海采矿、海底监测/测绘等领域，具有广阔的发展前景。
2、然而，水体对光的强散射与吸收严重限制了水下无线光通信的通信距离，影响了其大规模应用。研究表明，水对450～550纳米波段的蓝绿光表现出相对较低的衰减，因此水下光通信光源首选蓝绿光源，又由于沿岸海水中富含浮游生物、碎屑和悬浮物质，易引起较大的吸收与米氏散射，此时透射率最大值波段向绿光波段移动；总之，光在海水中的衰减特性随海面深度与离海岸距离而发生变化，通常深海适合使用蓝光光源，沿海与湖泊更适合使用绿光光源。在水下无线光通信中，光源发射器件是实现信息高速率与远距离传输的关键组成部分，而光源的选择对于水下无线光通信系统发射器件的设计和实现至关重要，要求其具有高光输出功率、高调制带宽、高能量转换效率、低工作电压，以适应器件微型化的要求，且能够维持长期的正常运行。目前适用于沿海水域的水下无线光通信的两种绿光光源中，绿光发光二极管(led)发光功率低且发散角大，尽管可通过led阵列增大发射光功率，但这种方式导致器件体积庞大，不利于水下导航器件的微型化；另外，绿光半导体激光(ld)虽然准直性好，但存在电光转换效率低、功率小、寿命短、成本高等问题，限制了其在水下无线光通信领域的应用。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种水下无线光通信绿光光源器件及其应用。
2、为实现上述发明目的，第一方面，本发明提供了一种水下无线光通信绿光光源器件，包括：
3、激光模组，所述激光模组用于产生蓝光激光；
4、荧光转换器，所述荧光转换器用于将所述蓝光激光转换为绿光荧光；以及
5、镜头组，所述镜头组用于对所述荧光转换器输出的绿光荧光进行光束聚焦与准直。
6、进一步的，所述激光模组包含一个或多个蓝光激光二极管，其发射的主波长位于420～480纳米之间。
7、进一步的，所述荧光转换器，能够吸收所述蓝光激光，并将其转化成波长范围位于480～800纳米的可见光，荧光转换器的发射光的主波长为绿光。
8、进一步的，所述荧光转换器为透射式荧光转换器或反射式荧光转换器。
9、进一步的，所述荧光转换器中使用的荧光材料为荧光陶瓷、荧光薄膜或荧光薄膜与导热基板的复合构件。
10、进一步的，所述反射式荧光转换器包括导热基板和第一荧光转换材料，导热基板与第一荧光转换材料之间通过导热胶连接；导热基板采用高导热材料，第一荧光转换材料为荧光陶瓷或荧光薄膜复合材料。
11、进一步的，所述透射式荧光转换器包括透明导热基板和第二荧光转换材料；两者之间通过导热胶连接；透明导热基板为透明的单晶基板或透明的金刚石；第二荧光转换材料为透明荧光陶瓷或荧光薄膜复合材料。
12、进一步的，所述镜头组为透镜、棱镜、反光碗中的一个或多个的组合体，激光模组的发射光中心与镜头组的焦点在同一轴线上，通过镜头组的移动实现调焦，将荧光转换器发射的绿光收束为准直光线，以实现远距离传播。
13、第二方面，本发明提供了一种水下无线光通信绿光光源器件的应用，应用在水下无线光通信系统中，与电子元器件耦合，使发射的绿光荧光被调制，通过绿光荧光实现信息的发射与接收。
14、进一步的，其光源光输出功率大于1毫瓦，光通量大于100流明，电光转换效率大于1％，调制带宽大于1千赫兹。
15、本发明相对于现有技术的优点以及有益效果为：
16、本发明在光学领域取得了显著的突破，特别是通过采用高功率蓝光驱动荧光转换材料的方式，成功实现了高亮度绿光的发射。这一创新不仅使得绿光光源器件具备了高光输出功率、高调制带宽和高能量转换效率等显著优点，更在多个方面超越了传统的绿光激光器。
17、(1)首先，在电光转换效率方面，本发明的绿光光源器件通过精细的荧光转换机制，实现了更高的能量转换效率，有效解决了传统绿光激光器在电光转换效率上的短板。这意味着在相同的能量输入下，本发明的绿光光源器件能够产生更强的绿光输出，极大地提升了其在实际应用中的效能。
18、(2)其次，在功率输出方面，本发明的绿光光源器件由于采用了高功率蓝光驱动，因此具有更高的光输出功率。这一特点使得它在水下光通信远距离通信等应用中更具优势，能够确保信号的稳定传输和可靠接收。
19、(3)再者，使用寿命方面，本发明的绿光光源器件通过优化材料和结构，显著延长了使用寿命。相比传统绿光激光器易损耗、易老化的特点，本发明的绿光光源器件具有更高的稳定性和可靠性，为用户提供了更长的使用寿命和更低的维护成本。
20、(4)最后，在成本方面，由于其高效能、长寿命和广泛应用前景，使得其在实际应用中具有更低的综合成本。
21、综上，本发明的绿光光源器件通过采用高功率蓝光驱动荧光转换材料的方式，实现了高亮度绿光的发射，并在多个方面超越了传统的绿光激光器。它不仅具有高光输出功率、高调制带宽和高能量转换效率等优点，还解决了电光转换效率低、功率小、使用寿命短、成本高等问题，更好地满足了水下光通信远距离通信等应用的需求。
1.一种水下无线光通信绿光光源器件，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的水下无线光通信绿光光源器件，其特征在于，所述激光模组包含一个或多个蓝光激光二极管，其发射的主波长位于420～480纳米之间。
3.根据权利要求1所述的水下无线光通信绿光光源器件，其特征在于，所述荧光转换器，能够吸收所述蓝光激光，并将其转化成波长范围位于480～800纳米的可见光，荧光转换器的发射光的主波长为绿光。
4.根据权利要求1所述的水下无线光通信绿光光源器件，其特征在于，所述荧光转换器为透射式荧光转换器或反射式荧光转换器。
5.根据权利要求1所述的水下无线光通信绿光光源器件，其特征在于，所述荧光转换器中使用的荧光材料为荧光陶瓷、荧光薄膜或荧光薄膜与导热基板的复合构件。
6.根据权利要求4所述的水下无线光通信绿光光源器件，其特征在于，所述反射式荧光转换器包括导热基板和第一荧光转换材料，导热基板与第一荧光转换材料之间通过导热胶连接；导热基板采用高导热材料，第一荧光转换材料为荧光陶瓷或荧光薄膜复合材料。
7.根据权利要求4所述的水下无线光通信绿光光源器件，其特征在于，所述透射式荧光转换器包括透明导热基板和第二荧光转换材料，两者之间通过导热胶连接；透明导热基板为透明的单晶基板或透明的金刚石；第二荧光转换材料为透明荧光陶瓷或荧光薄膜复合材料。
8.根据权利要求1所述的水下无线光通信绿光光源器件，其特征在于，所述镜头组为透镜、棱镜、反光碗中的一个或多个的组合体，激光模组的发射光中心与镜头组的焦点在同一轴线上，通过镜头组的移动实现调焦，将荧光转换器发射的绿光收束为准直光线，以实现远距离传播。
9.权利要求1-8中任一项水下无线光通信绿光光源器件的应用，其特征在于，应用在水下无线光通信系统中，与电子元器件耦合，使发射的绿光荧光被调制，通过绿光荧光实现信息的发射与接收。
10.根据权利要求9所述的水下无线光通信绿光光源器件的应用，其特征在于，其光源光输出功率大于1毫瓦，光通量大于100流明，电光转换效率大于1％，调制带宽大于1千赫兹。
