一、成果简介

光通信技术凭借大容量、高传输速率等优势，在多领域广泛应用。光无线通信（OWC）作为下一代无线通信的有前景技术，具有丰富的未授权频带、大容量和生物安全性等优点，是传统射频（RF）技术的补充技术。然而，光无线通信面临信息安全挑战，光波在传输过程中的散射和折射问题导致数据泄露风险，信息安全面临挑战。为保障通信安全，加密技术必不可少。

利用频率依赖的电荷积累，团队实现了模拟高通滤波。在 100 Hz 至 500 kHz 范围内，CPD 表现出明确的高通滤波特性，而普通光电二极管表现为低通特性。在光栅扫描成像中，调制频率从 100 Hz 升至 10 kHz 时，图像对比度逐步提升，高频下采样光电流显著增强，卷积神经网络识别准确率也明显提升。在抗窃听成像实验中，CPD 接收端成功从低频干扰中提取真实信号，信噪比由普通光电二极管的 3.6 dB 提升至 18.6 dB，展示了其在物理层抗干扰通信中的实用价值。

在传输环节，采用多波段传输技术，利用不同通道发送密文和主信号的调制光信号，同时引入干扰光源发出光强随机变化的信号，这些措施有效提升了通信的安全性。接收端则使用具有波长依赖极性反转特性的脉冲型光探测器，只有特定双波段组合同时到达时才能正确解密，随后经解调模块处理还原出传输内容。整个过程通过多种加密和传输手段的结合，增强了加密效果，确保了通信的安全性。

图1.模拟高通滤波功能验证

二、应用领域

本成果属于光探测器技术领域，可应用于边缘智能、安全光互联和加密控制等领域。

三、市场前景

团队构建了一套完整的光学无线通信系统。前端 CPD 利用高通滤波从干扰中提取高频信号，经加密后调制红绿双波长激光传输；接收端 CPD 利用极性反转完成 XOR 解密并恢复数字信号——即使双波长信号被截获，单一波长也不包含完整信息，建立了物理层高安全性。系统演示了字母 B 的 ASCII 码加密传输与恢复，并进一步实现了机械手的安全控制：仅红光照射时指令无法解密，机械手保持不动；红绿光同时接收时指令成功恢复，机械手从手势 1 切换至手势 2。该工作通过精简的器件架构，将模拟信号调理与数字信息处理融合于单一光电二极管中，为下一代光学无线通信系统提供了一种高集成、抗窃听的硬件方案，在边缘智能、安全光互联和加密控制等领域展现出应用前景。

图2.CPD实现的模拟-数字融合光通信系统

四、知识产权

1、成果由北京理工大学单独持有；

2、本成果已授权专利。

五、合作方式

技术许可、技术服务及咨询、合作开发、技术转让等。

六、对接方式

（1）合作意向方联系北理工技术转移中心；

（2）北理工技术转移中心沟通了解意向方情况；

（3）会同成果完成团队与意向方共同研讨合作方案。

北京理工大学技术转移中心

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