例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
[0140]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种光信号调制方法，其特征在于，包括: 采用激光器产生目标光束； 利用分光器将所述目标光束分为第一光束、第二光束、第三光束和第四光束； 利用第一调制器为第一光束载入第一待调制信号，以形成第一光信号，且利用第二调制器为第二光束载入第二待调制信号，以形成第二光信号； 通过第一透镜所述第一光信号、所述第二光信号、所述第三光束和所述第四光束进行聚焦处理； 利用第一空间光调制器中预先加载的第一干涉影像对经过所述第一透镜聚焦处理后的第一光信号和第三光束进行干涉处理，以形成调制后的第一光信号和第三光束，其中，调制后的第一光信号和第三光束分别携带仅具有奇数螺旋波前并构成非整数模式值的光子角动量极化的光束； 利用第二空间光调制器中预先加载的第二干涉影像对经过所述第一透镜聚焦处理后的第二光信号和第四光束进行干涉处理，以形成调制后的第二光信号和第四光束，其中，调制后的第二光信号和第四光束分别携带仅具有偶数螺旋波前并构成非整数模式值的光子角动量极化的光束； 其中，所述第一干涉影像基于奇数的光子角动量极化的光束构成，所述第二干涉影像基于偶数的光子角动量极化的光束构成。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一干涉影像的生成方式包括: 模拟生成相邻的模式数为N/2个奇数的光子角动量极化的光束的叠加相位； 模拟生成闪耀光栅相位； 将所述叠加相位和所述闪耀光栅相位相加后除以2 31再减去31相位； 将减去H相位后所得值与预定强度值相乘，并将相乘值再加H相位，得到第一干涉影像。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二干涉影像的生成方式包括: 模拟生成相邻的模式数为N/2个偶数的光子角动量极化的光束的叠加相位； 模拟生成闪耀光栅相位； 将所述叠加相位和所述闪耀光栅相位相加后除以2 31再减去31相位； 将减去H相位后所得值与预定强度值相乘，并将相乘值再加H相位，得到第二干涉影像。4.一种光信号解调方法，其特征在于，包括: 经过权利要求1所述的光信号调制方法调制后的第一光信号、第二光信号、第三光束和第四光束在第二透镜的作用下，被聚焦透射到空间频率滤波器中，以通过所述空间频率滤波器对调制后的所述第一光信号、所述第二光信号、所述第三光束和所述第四光束进行滤波处理，形成均仅具有一级正谐波的第一光信号、第二光信号、第三光束和第四光束，其中，经过滤波处理后的第三光束通过处于打开状态的第一遮光板传输至所述第二透镜，经过滤波处理后的第四光束通过处于打开状态的第二遮光板传输至所述第二透镜； 在第三透镜的作用下，经过滤波处理后的第一光信号、第二光信号、第三光束和第四光束被聚焦投射到图像控制器上； 关闭所述第二遮光板使得经过调制后的第四光束被所述第二遮光板遮挡，利用所述第一调制器为第一光束载入信号O以及利用所述第二调制器为第二光束载入信号O，利用所述图像控制器记录经过所述第三透镜聚焦处理后的第三光束的强度和相位，打开所述第二遮光板，利用所述第一调制器为第一光束载入第一待调制信号以形成第一光信号以及利用所述第二调制器为第二光束载入第二待调制信号以形成第二光信号，利用所述图像控制器记录经过所述第三透镜聚焦处理后的第一光信号的强度和相位，进而，利用所述图像控制器判断所记录的第一光信号的强度是否大于所记录的第三光束的强度的预定比例，并判断第一光信号的相位与第三光束的相位是否符合预定相位相似条件，如果判断结果均为是，解调得到所述第一光信号所携带的信号为1，否则，解调得到所述第一光信号所携带的信号为O ; 关闭所述第一遮光板使得经过调制后的第三光束被所述第一遮光板遮挡，利用所述第一调制器为第一光束载入信号O以及利用所述第二调制器为第二光束载入信号O，利用所述图像控制器记录经过所述第三透镜聚焦处理后的第四光束的强度和相位，打开所述第一遮光板，利用所述第一调制器为第一光束载入第一待调制信号以形成第一光信号以及利用所述第二调制器为第二光束载入第二待调制信号以形成第二光信号，利用所述图像控制器记录经过所述第三透镜聚焦处理后的第二光信号的强度和相位，进而，利用所述图像控制器判断所记录的第二光信号的强度是否大于所记录的第四光束的强度的预定比例，并判断第二光信号的相位与第四光束的相位是否符合预定相位相似条件，如果判断结果均为是，解调得到所述第二光信号所携带的信号为1，否则，解调得到所述第二光信号所携带的信号为Oo5.一种光信号调制装置，其特征在于，包括: 激光器，用于产生目标光束； 分光器，用于将所述目标光束分为第一光束、第二光束、第三光束和第四光束； 第一调制器，用于为第一光束载入第一待调制信号，以形成第一光信号； 第二调制器，用于为第二光束载入第二待调制信号，以形成第二光信号； 第一透镜，用于对所述第一光信号、所述第二光信号、所述第三光束和所述第四光束进行聚焦处理； 第一空间光调制器，用于利用内部预先加载的第一干涉影像对经过所述第一透镜聚焦处理后的第一光信号和第三光束进行干涉处理，以形成调制后的第一光信号和第三光束，其中，调制后的第一光信号和第三光束分别携带仅具有奇数螺旋波前并构成非整数模式值的光子角动量极化的光束； 第二空间光调制器，用于利用内部预先加载的第二干涉影像对经过所述第一透镜聚焦处理后的第二光信号和第四光束进行干涉处理，以形成调制后的第二光信号和第四光束，其中，调制后的第二光信号和第四光束分别携带仅具有偶数螺旋波前并构成非整数模式值的光子角动量极化的光束； 其中，所述第一干涉影像基于奇数的光子角动量极化的光束构成，所述第二干涉影像基于偶数的光子角动量极化的光束构成。6.一种光信号解调装置，其特征在于，包括: 第二透镜，用于将经过权利要求5所述的光信号调制装置调制后的第一光信号、第二光信号、第三光束和第四光束聚焦透射到空间频率滤波器中； 所述空间频率滤波器，用于对调制后的所述第一光信号、所述第二光信号、所述第三光束和所述第四光束进行滤波处理，形成均仅具有一级正谐波的第一光信号、第二光信号、第三光束和第四光束； 第一遮光板，用于在处于打开状态时使得经过滤波处理后的第三光束传输至所述第二透镜； 第二遮光板，用于在处于打开状态时使得经过滤波处理后的第四光束传输至所述第二透镜； 第三透镜，用于将经过滤波处理后的第一光信号、第二光信号、第三光束和第四光束聚焦投射到图像控制器上； 所述图像控制器，用于在关闭所述第二遮光板使得经过调制后的第四光束被所述第二遮光板遮挡、利用所述第一调制器为第一光束载入信号O以及利用所述第二调制器为第二光束载入信号O后，记录经过所述第三透镜聚焦处理后的第三光束的强度和相位，在打开所述第二遮光板、利用所述第一调制器为第一光束载入第一待调制信号以形成第一光信号以及利用所述第二调制器为第二光信号载入第二待调制信号以形成第二光信号后，记录经过所述第三透镜聚焦处理后的第一光信号的强度和相位，进而，判断所记录的第一光信号的强度是否大于所记录的第三光束的强度的预定比例，并判断第一光信号的相位与第三光束的相位是否符合预定相位相似条件，如果判断结果均为是，解调得到所述第一光信号所携带的信号为1，否则，解调得到所述第一光信号所携带的信号为O ; 所述图像控制器，还用于在关闭所述第一遮光板使得经过调制后的第三光束被所述第一遮光板遮挡、利用所述第一调制器为第一光束载入信号O以及利用所述第二调制器为第二光束载入信号O后，记录经过所述第三透镜聚焦处理后的第四光束的强度和相位，在打开所述第一遮光板、利用所述第一调制器为第一光束载入第一待调制信号以形成第一光信号以及利用所述第二调制器为第二光束载入第二待调制信号以形成第二光信号后，记录经过所述第三透镜聚焦处理后的第二光信号的强度和相位，进而，判断所记录的第二光信号的强度是否大于所记录的第四光束的强度的预定比例，并判断第二光信号的相位与第四光束的相位是否符合预定相位相似条件，如果判断结果均为是，解调得到所述第二光信号所携带的信号为1，否则，解调得到所述第二光信号所携带的信号为O。
【专利摘要】本发明实施例提供了一种光信号调制方法及装置、光信号解调方法及装置。其中，本发明实施例所提供方案中，在光信号调制过程中，利用空间光调制器合成具有不同拓扑荷值为非整数的光子角动量极化的光束，利用仿真模拟出干涉影像，在光信号解调过程中，利用图像控制器拍摄并保存不同拓扑荷为非整数的光子角动量极化的光束的传输图像并对其分析解调。可见，本发明实施例所提供方案通过在无线光通信系统中通过非整数拓扑荷值的光子角动量极化的光束作为载波，能够达到提高频谱利用率，从而进一步提高光子角动量极化的优点的利用率的目的。
【IPC分类】H04B10/532, H04B10/60
【公开号】CN105207720
【申请号】CN201510522934
【发明人】刘博 , 忻向军, 张丽佳, 张琦, 王拥军, 尹霄丽, 郑乐思, 田清华, 田凤
【申请人】北京邮电大学
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年8月24日