Light amplification by stimulated emission of radiation (laser) sources have many advantages for use in high data rate optical wireless communications. In particular, the low cost and high-bandwidth properties of laser sources such as vertical-cavity surface-emitting lasers (VCSELs) make them attractive for future indoor optical wireless communications. In order to be integrated into future indoor networks, such lasers should conform to eye safety regulations determined by the international electrotechnical commission (IEC) standards for laser safety. In this paper, we provide a detailed study of beam propagation to evaluate the received power of various laser sources, based on which as well as the maximum permissible exposure (MPE) defined by the IEC 60825-1:2014 standard, we establish a comprehensive framework for eye safety analyses. This framework allows us to calculate the maximum allowable transmit power, which is crucial in the design of a reliable and safe laser-based wireless communication system. Initially, we consider a single-mode Gaussian beam and calculate the maximum permissible transmit power. Subsequently, we generalize this approach for higher-mode beams. It is shown that the M-squared-based approach for analysis of multimode lasers ensures the IEC eye safety limits, however, in some scenarios, it can be too conservative compared to the precise beam decomposition method. Laser safety analyses with consideration of optical elements such as lens and diffuser, as well as for VCSEL array have been also presented. Skin safety, as another significant factor of laser safety, has also been investigated in this paper. We have studied the impacts of various parameters such as wavelength, exposure duration and the divergence angle of laser sources on the safety analysis by presenting insightful results.


翻译:在高数据速率光学无线通信中使用辐射源(激光器)的刺激光放大光的放大作用有许多优势。特别是,诸如垂直丙基表面发射激光(VCSELs)等激光源的成本低和高带宽特性使得这些激光源对未来室内光学无线通信具有吸引力。为了融入未来的室内网络,这些激光器应符合国际电工委员会(IEC)确定的激光安全标准确定的眼睛安全条例。在本文件中,我们提供了对波束传播的详细研究,以评价各种激光源的接收功率,据此以及IEC 60825-12014标准所界定的最大允许接触值(MPE),我们为眼界安全分析建立了一个全面的框架。这个框架使我们能够计算最大允许传输力,这对于设计可靠和安全的激光无线通信系统至关重要。首先,我们考虑一个单模子高斯比,并计算出最大可允许的传输力。随后,我们将这一方法推广到更高光谱度的激光源的接收力,根据这个方法以及最大允许的接触值参数(MPE)值值值(MPE)值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值分析。我们通过对多种光值的精确度分析来分析,通过激光光谱法的精确度分析来分析来分析。

0
下载
关闭预览

相关内容

最新《Transformers模型》教程,64页ppt
专知会员服务
318+阅读 · 2020年11月26日
神经常微分方程教程,50页ppt,A brief tutorial on Neural ODEs
专知会员服务
74+阅读 · 2020年8月2日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
80+阅读 · 2020年7月26日
【新书】贝叶斯网络进展与新应用,附全书下载
专知会员服务
122+阅读 · 2019年12月9日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
计算机 | 国际会议信息5条
Call4Papers
3+阅读 · 2019年7月3日
计算机 | USENIX Security 2020等国际会议信息5条
Call4Papers
7+阅读 · 2019年4月25日
Call for Participation: Shared Tasks in NLPCC 2019
中国计算机学会
5+阅读 · 2019年3月22日
计算机 | ISMAR 2019等国际会议信息8条
Call4Papers
3+阅读 · 2019年3月5日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
计算机类 | LICS 2019等国际会议信息7条
Call4Papers
3+阅读 · 2018年12月17日
人工智能 | PRICAI 2019等国际会议信息9条
Call4Papers
6+阅读 · 2018年12月13日
计算机类 | 期刊专刊截稿信息9条
Call4Papers
4+阅读 · 2018年1月26日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
【今日新增】IEEE Trans.专刊截稿信息8条
Call4Papers
7+阅读 · 2017年6月29日
Arxiv
0+阅读 · 2021年4月6日
Semantics of Data Mining Services in Cloud Computing
Arxiv
4+阅读 · 2018年10月5日
VIP会员
相关资讯
计算机 | 国际会议信息5条
Call4Papers
3+阅读 · 2019年7月3日
计算机 | USENIX Security 2020等国际会议信息5条
Call4Papers
7+阅读 · 2019年4月25日
Call for Participation: Shared Tasks in NLPCC 2019
中国计算机学会
5+阅读 · 2019年3月22日
计算机 | ISMAR 2019等国际会议信息8条
Call4Papers
3+阅读 · 2019年3月5日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
计算机类 | LICS 2019等国际会议信息7条
Call4Papers
3+阅读 · 2018年12月17日
人工智能 | PRICAI 2019等国际会议信息9条
Call4Papers
6+阅读 · 2018年12月13日
计算机类 | 期刊专刊截稿信息9条
Call4Papers
4+阅读 · 2018年1月26日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
【今日新增】IEEE Trans.专刊截稿信息8条
Call4Papers
7+阅读 · 2017年6月29日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员