[发明专利]一种基于滤波效应的多输入多输出光通信系统及通信方法

权利要求书

1.一种基于滤波效应的多输入多输出光通信系统，包括光信号发射端和光信号接收端，其特征在于：

所述光信号发射端包括光强调制器和与之相连的光信号发送阵列，所述光信号发送阵列包括m×n个光源，其中每n个光源分布在一个信号发送区域内，所述光信号发送阵列共有m个信号发送区域，每个信号发送区域内的n个光源的光谱频段互相重叠但光谱又不完全相同，分属不同信号发送区域内的任意两个光源的光谱相同，所述光强调制器将m×n路信号分别调制至m×n个光源所发射的光载波上，生成相应的调制信号光，并在不同时刻调制出不同的信号，其中m、n为大于1的整数；

所述光信号接收端包括前置器件、滤波器件、探测器，以及与探测器连接的信号处理单元；所述前置器件位于滤波器件之前，前置器件使得各信号发送区域内的光源所发出的一束光以固定角度分别入射到滤波器件表面的不同部位，而将其它光滤除；所述滤波器件可令相同频率相同强度的入射光经过滤波器件的不同部位后所透射出滤波光的光强不同，且不同频率相同强度的入射光经过滤波器件的相同部位后所透射出滤波光的光强也不相同；所述探测器为具有相同频谱响应的至少m×n个光探测像素元所组成的阵列式探测芯片，阵列式探测芯片上至少有m个信号接收区域，其中任一信号接收区域内至少有n个光探测像素元，所述光探测像素元对入射到像素元感光面上的信号光有响应；光信号发送阵列内不同信号发送区域所发射的信号光在经过滤波器件之后，分别投射在阵列式探测芯片上不同信号接收区域内的光探测像素元；所述信号处理单元对不同信号接收区域内的像素元所探测到的数据分别进行分析处理，最终通过信号处理单元进行数据分析处理，通过求解矩阵方程或线性方程组的方法解码得到光信号发射端所发出的信号。

2.根据权利要求1所述的一种基于滤波效应的多输入多输出光通信系统，其特征在于：所述前置器件包括前置入射光学组件、第一凸透镜、第一小孔光阑和第二凸透镜，各信号发送区域内的光源所发出的光射向所述前置入射光学组件后出射的其中一束光平行于第一凸透镜和第二凸透镜的主光轴，所述第一小孔光阑间隙设置于第一凸透镜和第二凸透镜之间的共同焦点处。

3.根据权利要求1所述的一种基于滤波效应的多输入多输出光通信系统，其特征在于：所述光信号接收端还包括光波长转换部件，光波长转换部件设置在滤波器件之前或者滤波器件之后，所述光波长转换部件包括波长转换层，所述波长转换层中包含至少一种波长转换光学材料，所述波长转换光学材料的部分或全部吸收光谱超出所述阵列式探测芯片的探测范围，波长转换光学材料的发射光谱全部在所述阵列式探测芯片的探测范围内；所述波长转换光学材料为一切具有吸收一种波长的光，并发射其它不同波长光的特性的材料，或这些材料的组合。

4.根据权利要求1所述的一种基于滤波效应的多输入多输出光通信系统，其特征在于：所述滤波器件包括透明基底以及贴附在透明基底表面的滤波膜阵列，所述滤波膜阵列中的每一片滤波膜均有至少一个所述阵列式探测芯片的像素元与其正对，任一信号接收区域内至少有n个光探测像素元所正对的n个滤波膜在信号光所在波段或阵列式探测芯片的探测波段的透射谱线互不相同。

5.根据权利要求4所述的一种基于滤波效应的多输入多输出光通信系统，其特征在于：所述滤波膜采用微波染色法、明胶染色法、喷墨打印法的其中一种方法制备；采用微波染色法制备光学彩色聚酯薄膜制作滤波膜的制备方法如下：

(1) 将聚酯原膜传输进入在水相稳定的分散染料悬浮液中，同时利用微波加热悬浮液进行着色，加热温度为80℃～85℃，着色时间在10秒～120秒之间；

(2) 对着色的聚酯薄膜进行水洗，直至彻底洗去薄膜表面的染料分散剂，水洗液为含有质量比为0.1％～5％的表面活性剂；

(3) 对水洗后的着色聚酯薄膜用溶剂进行再次清洗，溶剂为低沸点的有机溶剂；

(4) 将经溶剂洗后的着色聚酯薄膜进行烘干，烘干温度130℃～170℃，烘干时间在10秒～120 秒之间。

6.根据权利要求1所述的一种基于滤波效应的多输入多输出光通信系统，其特征在于：当所述光源需要作照明用途时，采用可见光波段白光光源，而当所述光源不需要作照明用途时，采用中红外波段光源。