[发明专利]一种基于数字编码的宽波段光信号传输滤波选频系统和方法

说明书

本发明公开了一种基于数字编码的宽波段光信号传输滤波选频系统和方法，系统包括：包括：依次连接的宽波段光信号光电转换输入模块、数字编码处理频谱读写器滤波选频模块和滤波信号电光转换输出模块；在宽波段光信号光电转换输入模块中，包括：光探头，设置在模块前端；光纤耦合分束器，与光探头通过光纤连接，并将光信号分束至分通道中；光谱仪，接收分束后的光信号，并对光信号时分复用结合多通道的耦合，提高光谱仪的分辨率；光电转换模块；通过光电转换模块和光谱仪，先将光信号转换为电信号进行数字编码，在数字编码的基础上通过创建的频谱读写库在其中输入光信号数据和滤波的上下阈值实现了滤波选频，最终通过多通道光纤输出。

技术领域

本发明涉及光学信号传输的滤波选频技术领域，具体涉及一种基于数字编码的宽波段光信号传输滤波选频系统和方法。

背景技术

在使用光信号进行传输时，光纤传输是最主要的一项传输方式，不同波长的光信号会带来不同的影响效果，尤其在光路进行弯折的地方，短波长的光信号由于很容易发生散射，而散射会引起较大的衰减；而同时长波长的光信号更易由于弯曲溢出回路。为了解决这一类问题，人们普遍的思路是在光纤传输中不断调整光纤材料，从而减小弯折带来的散射和溢出。但是这往往会带来巨大的成本以及后续的维护费用，尤其是在1-1000nm的波段中，极易发生散射，这使得改变材料也很难对传输效率有质的改变。同时，除散射之外在弯折过程中的影响还会导致光信号波段的位移以及信号失真，因此还需要在弯折处进行一系列的选频操作，使得这一波段难以应用。因此在日常的传输中，这一波段从而被浪费了，在大量波段不得不复用才能完成传输任务的现在，如果能够有效利用这一波段，将会节约大量的成本，极大地拓展光信号传输技术的使用场景。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提出了一种在光纤或其他有线光信号传输的弯折过程中将信号从光纤传输变为无线传输的方式从而实现对于短波长光信号的传输，并通过数字的滤波选频进行筛选，保证信号的稳定性以防失真。本发明提供一种实现了针对波段范围是200-900nm，波长分辨率为0.1nm的宽波段光信号进行滤波选频的一种基于数字编码的宽波段光信号传输滤波选频系统和方法

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种基于数字编码的宽波段光信号传输滤波选频系统，其特征在于，包括：依次连接的宽波段光信号光电转换输入模块、数字编码处理频谱读写器滤波选频模块和滤波信号电光转换输出模块；

在所述宽波段光信号光电转换输入模块中，包括：

光探头，设置在模块前端，用于接收光信号；

光纤耦合分束器，与所述光探头通过光纤连接，并将光信号分束至分通道中；

光谱仪，接收所述分束后的光信号，并对光信号时分复用结合多通道的耦合，提高光谱仪的分辨率；

光电转换模块，与所述光谱仪连接，将所述光谱仪处理后的光信号转换为电信号，其中：

光电转换公式为光子能量 = 移出一个电子所需的能量 + 被发射的电子的动能，该公式为：

式中h是普朗克常数；f是入射光子的频率；是功函数，表示从原子键结中移出一个电子所需的最小能量；是被射出的电子的最大动能，由下式得到：

式中m是被发射电子的静止质量，v_m是被发射电子的速度；

整形模块，与所述光电转换模块连接，将所述电信号整形后输出；

所述数字编码处理频谱读写器滤波选频模块，将整形模块的输出信号筛选出给定阈值范围内的电信号；

所述滤波信号电光转换输出模块，将所述筛选出给定阈值范围内的电信号转换为光信号后，将其输出回归至原光通信中；