非接触式数据传输系统、滑环系统及CT设备

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种非接触式数据传输系统、滑环系统及CT设备。

背景技术

CT(Computed Tomography，计算机断层扫描)设备是一种医学影像设备，用于生成人体结构的三维图像。它通过使用X射线和计算机图像处理技术，可以提供详细的横断面图像，帮助医生进行诊断和治疗。

CT设备，由于能够较为快速的获得能够待检测者的体内状况的清晰图像，因此越来越广泛的被用于各种疾病的检查中。CT设备一般具有检查床和机架。检查床用于承载待检测者并能够进行移动，机架包括转子系统、定子系统和滑环系统。转子中设有射线发生装置和探测器并形成扫描区，从而实现对在检查床承载下进入扫描区的待检者进行扫描。由于穿过待检测者的待检测部位的射线会携带关于待检测部位的信息，因此只要对探测器生成的扫描信息进行重建就能够获得反应待检测部位内部情况的医学图像。

在滑环系统中，传统的数据或控制信号的传输方式一是通过碳刷接触金属轨道的方式进行传输，二是采用电容耦合的方式进行传输。前者在使用时，由于碳刷与金属轨道长期磨损，带来碳粉的堆积，从而造成数据通信不稳定、传输效率低、高误码率，以及对使用环境的温度和湿度依赖性高的问题。后者在使用时，由于抗电磁干扰能力的问题，同样存在通信不稳定、传输效率低，误码率高的问题。

需要说明的是，公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种非接触式数据传输系统、滑环系统及CT设备，以解决现有的滑环系统定子侧与转子侧在进行数据传输时所存在的数据通信不稳定、传输效率低、高误码率，以及对使用环境的温度和湿度依赖性高的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种非接触式数据传输系统，包括：

信号发射装置，用于接收CT信号，并将所述CT信号转换为圆偏振涡旋光；

漏光光纤，连接至所述信号发射装置，从所述信号发射装置输出的所述圆偏振涡旋光传输至所述漏光光纤，并从所述漏光光纤泄露；

信号接收装置，耦合至所述漏光光纤，用于接收从所述漏光光纤泄露的所述圆偏振涡旋光，并将所述圆偏振涡旋光转换为所述CT信号。

优选地，所述漏光光纤为方形结构。

优选地，所述漏光光纤包括：

纤芯，为方形结构，且内部掺杂有若干光学纳米结构的掺杂物，所述掺杂物的构造为面板结构；

所述漏光光纤的两面泄露所述圆偏振涡旋光，其他两面不泄露所述圆偏振涡旋光。

优选地，若干所述掺杂物包括若干第一纳米面板集群和若干第二纳米面板集群，若干第一纳米面板集群间隔设置于所述漏光光纤漏光的第二侧，若干第二纳米面板集群间隔设置于所述漏光光纤漏光的第一侧。

优选地，每一个第一纳米面板集群包括若干个第一纳米面板，所述第一纳米面板反射面倾斜的方向与第一纳米面板中心点所在位置投影到纤芯中心线上的点所在的切线方向具有夹角，且第一纳米面板与所述CT转子中心轴平行；

每一个第二纳米面板集群包括若干个第二纳米面板，所述第二纳米面板反射面倾斜的方向与第二纳米面板中心点所在位置投影到纤芯中心线上的点所在的切线方向具有夹角，且第二纳米面板与所述CT转子中心轴具有夹角。

优选地，所述第一纳米面板反射面倾斜的方向与第一纳米面板中心点所在位置投影到纤芯中心线上的点所在的切线方向的夹角为45度，所述第一纳米面板与CT转子中心轴平行，且所述第一纳米面板的反射面朝向所述第二侧；

所述第二纳米面板反射面倾斜的方向与第二纳米面板中心点所在位置投影到纤芯中心线上的点所在的切线方向的夹角为45度，所述第二纳米面板与CT转子中心轴向第一侧延伸的方向所形成的夹角为45度，所述第二纳米面板的反射面垂直于所述第二侧所在平面，所述第二纳米面板的反射面朝向所述第一侧。

优选地，所述信号发射装置用于调制所述CT信号，并将调制的信号传输至所述漏光光纤。

优选地，所述信号发射装置包括：

空间光调制器模块；用于接收所述CT信号，并将所述CT信号转换为模拟量比特流；

涡旋激光发生器，包括右涡旋激光发生器和左涡旋激光发生器，均连接至所述空间光调制器模块，用于接收模拟量比特流，并分别输出左涡旋光信号和右涡旋光信号；

偏振合束器件，分别连接至右涡旋激光发生器和左涡旋激光发生器，用于接收所述左涡旋光信号和右涡旋光信号，并输出所述圆偏振涡旋光。

基于相同的发明思想，本发明还提供了一种滑环系统，包括上述非接触式数据传输系统。

基于相同的发明思想，本发明还提供了一种CT设备，包括上述的滑环系统。

与现有技术相比，本发明的非接触式数据传输系统具有如下优点：

本发明通过设置信号发射装置，用于接收CT信号，并将CT信号转换为圆偏振涡旋光；漏光光纤，连接至信号发射装置，从信号发射装置输出的圆偏振涡旋光传输至漏光光纤，并从漏光光纤泄露；信号接收装置，耦合至漏光光纤，用于接收从漏光光纤泄露的圆偏振涡旋光，并将圆偏振涡旋光转换为CT信号。由此，本发明提供的非接触式数据传输系统，由于设置信号发射装置、漏光光纤和信号接收装置，其中的漏光光纤，以及纤芯均设置为方形结构，漏光光纤的两侧漏光，其他两侧不漏光，通过信号发射装置将CT信号转换为圆偏振涡旋光，然后通过漏光光纤将圆偏振涡旋光传递至信号接收装置，信号接收装置将圆偏振涡旋光转换还原为CT信号，完成数据的传输过程，能够起到数据通信稳定、传输效率高、误码率低，以及对环境的温度和湿度依赖性低的有益效果。

另外，在调制方式上，该实施例通过用控制圆偏振涡旋光，圆偏振涡旋光的振幅，并以控制圆偏振涡旋光旋转方向的方式，提升调制深度和波特率，最终提升数据传输速率和比特率。从而能够达到数据传输系统抗电磁干扰强，调制复杂度高、保密性极高、数据传输速率高的优势。

本发明提供的滑环系统与本发明提供的非接触式数据传输系统属于同一发明构思，因此，本发明提供的滑环系统至少具有本发明提供的非接触式数据传输系统的所有优点，在此不再赘述。进一步地，由于本发明提供的滑环系统包括非接触式数据传输系统，并且将信号发射装置和漏光光纤配置在转子侧，将信号接收装置配置在定子侧，因此，定子和转子之间，能够在转子高速转动时实现非接触式的数据传输，具有数据通信稳定、传输效率高、误码率低，以及对环境的温度和湿度依赖性低的有益效果。

本发明提供的CT设备与本发明提供的非接触式数据传输系统和滑环系统均属于同一发明构思，因此，本发明提供的CT设备至少具有本发明提供的非接触式数据传输系统和滑环系统的所有优点，在此不再赘述。进一步地，由于本发明提供的CT设备包括滑环系统，因此，本发明提供的CT设备，能够在CT运行时实现非接触式的数据传输，具有数据通信稳定、传输效率高、误码率低，以及对环境的温度和湿度依赖性低的有益效果。

附图说明

图1是本发明一实施中提供的非接触式数据传输系统的系统流程图；

图2是本发明一实施中提供的空间光调制模块的系统流程图；

图3是本发明一实施例中提供的定子与转子的连接关系图；

图4是本发明一实施例中提供的转子与漏光光纤的连接关系图；

图5是本发明一实施例中提供的漏光光纤的横向截面图；

图6是本发明一实施例中提供的漏光光纤的立体图；

图7是本发明一实施例中提供的漏光光纤的主视图；

图8是本发明一实施例中提供的第一纳米面板与CT转子中心轴以及该处的第一纳米面板中心点所在位置投影到纤芯中心线上的点所在切线之间的位置关系图；

图9是本发明一实施例中提供的第二纳米面板与CT转子中心轴以及该处的第二纳米面板中心点所在位置投影到纤芯中线上的点所在切线之间的位置关系图；

图中，

10-定子；20-转子；

100-信号发射装置；110-空间光调制器模块；111-第一数字信号处理器；112-DAC数模转换器；113-激光驱动器件；120-涡旋激光发生器；130-偏振合束器件；

200-漏光光纤；210-纤芯；220-包层A；230-包层B；240-第一侧；250-第二侧；260-第一纳米面板集群；270-第二纳米面板集群；280-第一纳米面板；290-第二纳米面板；

300-信号接收装置；310-涡旋光探测器件；320-ADC数模转换器；330-第二数字信号处理器。

具体实施方式

为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本发明提出的非接触式数据传输系统作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。应当了解，说明书附图并不一定按比例地显示本发明的具体结构，并且在说明书附图中用于说明本发明某些原理的图示性特征也会采取略微简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。以及，在以下说明的实施方式中，有时在不同的附图之间共同使用同一附图标记来表示相同部分或具有相同功能的部分，而省略其重复说明。在本说明书中，使用相似的标号和字母表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

参图1至图9所揭示的一种非接触式数据传输系统的一种具体实施方式。该非接触式数据传输系统用于滑环系统，该非接触式数据传输系统包括：信号发射装置100，用于接收CT信号，并将所述CT信号转换为圆偏振涡旋光；漏光光纤200，连接至所述信号发射装置100，用于传输从信号发射装置100输出的圆偏振涡旋光。从所述信号发射装置100输出的所述圆偏振涡旋光传输至所述漏光光纤200，并从所述漏光光纤200泄露；信号接收装置300，耦合至所述漏光光纤200，用于接收从所述漏光光纤200泄露的所述圆偏振涡旋光，并将所述圆偏振涡旋光转换为所述CT信号。

需要说明的是，该非接触式数据传输的系统不仅应用于滑环系统，同样还适用于任何旋转物体与固定物体之间需要进行数据传输的系统或设备等。本发明提供的非接触式数据传输系统不仅可以应用于医用CT设备，也可以应用于工业CT设备或者高端安检仪等设备。下面以该非接触式数据传输系统应用于医用CT设备进行描述。

在该实施例中，定子10一般固定设置在CT系统静止机构上，或固定设置在其他固定件上，转子20则相对定子10旋转。转子20上设置有射线发生装置和探测器，在射线发生装置与探测器之间形成环形扫描区。定子10和转子20之间可以通过轴承实现二者之间的相对转动连接，该连接也包括通讯连接。射线发生装置被配置为或用于对待检查者的检查部位发出射线，用以产生医学图像的扫描数据。射线能够穿过待检查者的待检查部位。穿过待检查者的待检查部位之后被探测器接收。射线发生装置发出的射线的形状可以是扇形、锥形等规则的形状，也可以是不规则的形状，当然也可以是其任意的组合。射线发生装置可以固定在一个位置，比如，可以固定在转子20上，随着转子20一起转动。

在该实施例中，信号发射装置100和漏光光纤200可以配置在转子侧0，信号接收装置300可以配置在定子侧，以实现传输下行的大数据量的图像数据信号。或者，信号发射装置100和漏光光纤200也可以配置在定子侧，信号接收装置300也可以配置在转子侧，用于传输控制信号，以实现定子10对转子20的控制指令的传送。因此，该实施例提供的数据传输系统可以在定子10和转子20之间实现各种类型信号及数据的无接触传输，具有双向通信和数据传输的功能。下面以信号发射装置100和漏光光纤200可以配置于转子侧，信号接收装置300配置于定子侧为例进行说明。

探测器接收来自射线扫描装置的扫描数据并转换为电信号。探测器包括射线检测器或者其他部件。射线检测器可以是一维、二维或者三维。探测器也可以固定在某一个位置，比如，在本实施例中，探测器可以固定在转子20上，并与射线发生装置相对设置，随着转子20一起转动。

CT转子系统还包括数据采集及转换器，用于接收探测器输出的原始模拟电信号，并将原始模拟电信号转换为CT信号，其中的CT信号为基带数字信号，其可以是图像数据信号或者控制信号。所述数据采集及转换器可以集成在探测器中，并与探测器中的输出模块连接，也可以固定安装在转子20上，随着转子20一起转动。

该发明通过滑环系统提供CT信号，并且在转子20侧配置信号发射装置100和漏光光纤200，在定子10侧配置信号接收装置300，信号发射装置100接收CT信号并对CT信号进行处理和转换，得到圆偏振涡旋光，圆偏振涡旋光从漏光光纤200漏光的两侧泄露，并传输至信号接收装置300，圆偏振涡旋光经过处理之后，又转换还原为CT信号，至此实现转子20与定子10之间的数据传输，采用该非接触式数据传输系统，既能够解决采用碳刷与碳刷轨道长期磨损，带来碳粉的堆积的问题，也能够解决电磁干扰的问题，不仅能够实现数据稳定传输，同时也能够提高数据传输的效率，降低了误码率，还降低了数据传输过程中对环境的温度和湿度依赖性。

示例性地，信号发射装置100包括空间光调制器模块110，用于接收CT信号，并将CT信号转换为模拟量比特流；涡旋激光发生器120，包括右涡旋激光发生器和左涡旋激光发生器，均连接至空间光调制器模块110，用于接收模拟量比特流，并输出左涡旋光信号和右涡旋光信号；偏振合束器件130，分别连接至右涡旋激光发生器和左涡旋激光发生器，用于接收左涡旋光信号和右涡旋光信号，并输出圆偏振涡旋光。

具体地，参图1和图2所示，空间光调制器模块110包括第一数字信号处理器111，用于接收CT信号，并将CT信号拆分成四路数字量比特流；DAC数模转换器112，连接至第一数字信号处理器111，用于接收数字量比特流，并将每一路数字量比特流转换为模拟量，激光驱动器件113，连接至DAC数模转换器112，用于接收模拟量，并输出已调制编码模拟量比特流，以作为涡旋激光发生器120的驱动信号。

其中，第一数字信号处理器111为第一DSP芯片(Digital Signal Processor，数字信号处理器)。激光驱动器件113可以是激光二极管驱动器、激光二极管模块(包括激光二极管和相应的驱动电路)等器件。第一数字信号处理器111接收CT信号，第一数字信号处理器111进行/执行‘串并转换’得到4路并行的数字量比特流(Digital Bit Streams)。这四路数字量比特流进入DAC数模转换器112被转成模拟量，此时的模拟量是携带上了信息特征的模拟量。此四路携带信息特征的模拟量进入激光驱动器件113。激光驱动器件113分别将这四路携带信息特征的模拟量进行放大处理以满足涡旋激光发生器120的驱动电压输入范围要求。激光驱动器件113输出的是携带信息特征的模拟量比特流(Analog Bit Streams WithModulated Signal Characteristics)。各涡旋激光发生器120获得各对应模拟量比特流作为其驱动电压，此时能够实现对涡旋激光发生器120进行器件内调制，生成输出具有表征‘0’和‘1’能力的调制涡旋光，即左涡旋光信号和右涡旋光信号。

涡旋激光发生器120可以是通过组合几个光学元件，如透镜、偏振片、波片等，也可以是光纤布拉格光栅等器件，产生涡旋光束。涡旋激光发生器120连接至激光驱动器件113，用于接收携带信息特征的模拟量比特流，并输出左涡旋光信号和右涡旋光信号；涡旋激光发生器120设置有两组，每一组中包括一个左涡旋激光发生器和一个右涡旋激光发生器。两组中的一组涡旋激光发生器120包括左涡旋激光发生器A1和右涡旋激光发生器A2。两组中的另一组涡旋激光发生器120包括左涡旋激光发生器B1和右涡旋激光发生器B2。左涡旋激光发生器A1和右涡旋激光发生器A2分别接收模拟量比特流，并输出左涡旋光信号，简记为LA1，以及右涡旋光信号，简记为LA2。左涡旋激光发生器B1和右涡旋激光发生器B2分别接收模拟量比特流，并输出左涡旋光信号，简记为LB1，以及右涡旋光信号，简记为LB2。

偏振合束器件130可以是涡片合束器(比如光栅涡片)、空间光调制器等器件。偏振合束器件130连接至涡旋激光发生器120，用于接收左涡旋光信号和右涡旋光信号，并输出圆偏振涡旋光，圆偏振涡旋光包括第一圆偏振涡旋光和第二圆偏振涡旋光。该偏振合束器件130设置有两个，其中一个偏振合束器件130连接至左涡旋激光发生器A1和右涡旋激光发生器A2，用于接收LA1和LA2，并将LA1和LA2进行光束合并成第一圆偏振涡旋光，简记为Lpath1。另一个偏振合束器件130连接至左涡旋激光发生器B1和右涡旋激光发生器B2，用于接收LB1和LB2，并将LB1和LB2进行光束合并成第二圆偏振涡旋光，简记为Lpath2。

从圆偏振涡旋光的光子轨道角动量(OrbitalAngularMomentum，OAM)角度考虑设计优化，由于轨道角动量的涡旋光束具有特殊的螺旋相位，故基于上述实施例，此发明也提出利用涡旋光轨道角动量OAM来实现更高复杂度的、更高维度信息的调制编码。此种方法可以通过空间光调制器来执行高精度、高阶调制编码。

从调制解调方法的角度，通过调控涡旋光轨道角动量OAM的方式，也可采用光轨道角动量复用技术，将每一涡旋光的符号Symbol或波特对应的bit比特位得以增加，实现数据传输比特率的大幅提高。

示例性地，漏光光纤200为方形结构。漏光光纤200包括：纤芯210，为方形结构，且内部掺杂有若干光学纳米结构的掺杂物，所述掺杂物的构造为面板结构；所述漏光光纤200的两面泄露所述圆偏振涡旋光，其他两面不泄露所述圆偏振涡旋光。

具体地，参图1、图3至图9所示，漏光光纤200通过光纤连接器与偏振合束器件130连接，用于接收圆偏振涡旋光，并输出左旋涡旋光和右旋涡旋光。为了能够分别接收第一圆偏振涡旋光和第二圆偏振涡旋光，同时，也为了提高该非接触数据传输系统的传输的速率，以及扩大信号宽带，漏光光纤200设置有两个，包括第一漏光光纤和第二漏光光纤，且两个漏光光纤200沿滑环30的圆周方向对称设置。漏光光纤200为方形结构，漏光光纤200不漏光的两侧设置有包层B230，且包层B230的折射率小于纤芯210的折射率，以使得输入至漏光光纤200的圆偏振涡旋光在不漏光的两侧能够发生全反射。漏光光纤200漏光的两侧(即，如图5中的第一侧240和第二侧250)均设置有包层A220，且包层A220的折射率均小于纤芯210的折射率。纤芯210采用石英材料制成，并且在石英材料中掺杂有光学纳米结构的掺杂物，掺杂物为面板结构。光学纳米结构是指在纳米尺度上具有特殊光学行为的材料。

其中，掺杂物包括若干第一纳米面板集群260和若干第二纳米面板集群270，若干第一纳米面板集群260间隔设置于所述漏光光纤200漏光的第二侧250，若干第二纳米面板集群270间隔设置于所述漏光光纤200漏光的第一侧240。第一纳米面板280反射面倾斜的方向q与该处的第一纳米面板280中心点所在位置投影到纤芯210中心线上的点所在的切线(即，与图8中虚线d平行的直线)方向n的夹角为45度。第一纳米面板280与CT转子中心轴(即，箭头m所在的直线，并且箭头m所在的直线与图8中虚线c平行的直线)平行。第一纳米面板280的反射面朝向第二侧250。第二纳米面板290反射面倾斜的方向p与该处的第二纳米面板290中心点所在位置投影到纤芯210中心线上的点所在的切线(即，与图9中虚线d平行的直线)方向n的夹角为45度。第二纳米面板290与CT转子中心轴向第一侧240延伸的方向(即，图9中箭头m的方向)所形成的夹角也为45度。第二纳米面板290的反射面垂直于第二侧250所在平面(即，CT径向外侧面)。第二纳米面板290反射面朝向第一侧240。

需要说明的是，圆偏振涡旋光在漏光光纤200入射时是平行于纤芯210的，但漏光光纤200总长度有3米至4米。圆偏振涡旋光在纤芯210内存在不断反射，因此，通过确保圆偏振涡旋光沿着图8中箭头f的方向撞击到第一纳米面板280的反射面，发生如图8所示的示意图的反射，并最终折射泄露出去，其余角度的光，继续反射，传播到漏光光纤200周长最末端，期间只要圆偏振涡旋光有撞击到第一纳米面板280就有一部分泄露。同理，通过确保圆偏振涡旋光沿着图9中箭头g的方向撞击到第二纳米面板290的反射面，发生如图9所示的示意图的反射，并最终折射泄露出去，其余角度的光，继续反射，传播到漏光光纤200周长最末端，期间只要圆偏振涡旋光有撞击到第二纳米面板290反射面就有一部分泄露，从而能够在转子高速转动时实现非接触式的数据传输，具有数据通信稳定、传输效率高、误码率低，以及对环境的温度和湿度依赖性低的有益效果。

第一圆偏振涡旋光进入第一漏光光纤进行传输，在传播过程中，部分地撞击到第一纳米面板280或者第二纳米面板290上，并发生反射，而后以小角度(可以为几度到十度的角度)入射角及折射角从第一漏光光纤的第一侧240泄露并沿图5中箭头b所示方向进行传输的左旋涡旋光，以及从第二侧250泄露并沿图5中箭头a所示的方向进行传输的右旋涡旋光。同理，第二圆偏振涡旋光分别进入第二漏光光纤，并从第二漏光光纤的第一侧240和第二侧250发生泄露，得到左旋涡旋光和右旋涡旋光，从而能够在CT运行时实现非接触式的数据传输，具有通信稳定、传输效率高、误码率底，以及对使用环境的温度和湿度依赖性低的有益效果。

需要说明的是，在以上实施例的基础上，此光滑环系统中的特制方形纤芯210双侧面漏光圆偏振保偏光纤也可设计为基于波分复用的的形式(利用不同波长的圆偏振涡旋光载波信号进行更复杂的调制制式实现)，通过更复杂的工艺手段制作多模特制方形纤芯，以配合更高阶的调制格式，最终使CT数据传输速率得以提升。

示例性地，信号接收装置300包括：涡旋光探测器件310，连接至漏光光纤200，用于接收和采集左旋涡旋光和右旋涡旋光，并将左旋涡旋光和右旋涡旋光转换为电信号；ADC(Analog-to-Digital Converter)数模转换器320，连接至涡旋光探测器件310，用于接收电信号，并将电信号模拟量转换为数字量；第二数字信号处理器330，连接至ADC数模转换器320，用于解码调制、将数字量还原为CT信号。

具体地，参图1和图3所示，涡旋光探测器件310可以是光电二极管、光电晶体管等器件。涡旋光探测器件310设置有四个，分为两组进行设置。两组涡旋光探测器件310分别与第一漏光光纤和第二漏光光纤相适应设置。一组中的两个涡旋光探测器件310与第一漏光光纤的第一侧240和第二侧250相对设置。另一组中的两个涡旋光探测器件310与第二漏光光纤的第一侧240和第二侧250相对设置。分别用于接收和采集左旋涡旋光和右旋涡旋光，并将左旋涡旋光和右旋涡旋光转换为电信号。

ADC数模转换器320，与涡旋光探测器件310通过保偏光纤连接，用于接收电信号，并将电信号模拟量转换为数字量。通过保偏光纤确保了圆偏振涡旋光在各器件之间传输过程中偏振方向不变。

第二数字信号处理器330为第二DSP芯片，连接至ADC数模转换器320，用于接收电信号，并将电信号还原成CT信号。第二DSP芯片与ADC数模转换器320集成在一起设置，并固定设置在定子10。

本发明提供的非接触式数据传输系统，由于设置信号发射装置100、漏光光纤200和信号接收装置300，通过信号发射装置100将CT信号转换为圆偏振涡旋光，然后通过漏光光纤200将圆偏振涡旋光传递至信号接收装置300。信号接收装置300将圆偏振涡旋光转换还原为CT信号，完成数据的传输过程，达到解决数据通信不稳定、传输效率低、误码率高，以及对环境的温度和湿度依懒性高的技术问题。

另外，在调制方式上，该实施例通过用控制圆偏振涡旋光，圆偏振涡旋光的振幅，并以控制圆偏振涡旋光旋转方向的方式，提升调制深度和波特率，最终提升数据传输速率和比特率。左旋涡旋光的涡旋光探测器件310上接收到左旋涡旋光则认为数字‘1’，未接收到任何光强则认为数字‘0’；右旋涡旋光的涡旋光探测器件310上接收到右旋涡旋光则认为数字‘1’，未接收到任何光强则认为数字‘0’。对于编解码调制方式，信号发射装置100输出的圆偏振涡旋光的产生或者不产生可对应接收侧解码后的数字“1”和“0”；信号发射装置100输出的圆偏振涡旋光振幅可以通过涡旋激光发生器120的驱动电压输入的幅值去控制，比如A1(或A2)涡旋激光发生器120的驱动电压为5V，则涡旋激光发生器120生成发生光强偏强的左旋(或右)涡旋光，接收侧接收到后根据光照度(如0.01勒克斯Lux)解码认为是数字“1”；A1(或A2)涡旋激光发生器120的驱动电压为2V，则涡旋激光发生器120生成发生出光强较弱的左旋(或右)涡旋光，信号接收装置300接收到后，根据光照度(如0.004勒克斯Lux)解码认为是数字“0”。

信号发射装置100输出的圆偏振涡旋光的旋转方向，如左旋，对应数字“0”，右旋对应数字“1”。如果使用旋转方向进行编码调制，则涡旋激光发生器120需要具备生成左旋涡旋光和右旋涡旋光的能力。

为了提高编码调制深度，可通过使用不同波长的涡旋光进行调制，扩大数据传输有效信号带宽；即通过控制涡旋光的螺距值(pitch)，去控制涡旋光的实际接收到的强度，虽然都是左旋涡旋光，但左旋1涡旋光的螺距可以为400nm，而左旋2涡旋光的螺距可以为700nm，则实际都可接收到，但光强度会不同，前者可解码认为是数字“0”，后者光强更强，可解码认为是数字“1”。

为了进一步提高编码调制深度，每个涡旋光符号(symbol)或波特(baud)可表征一个包含2bit的数据信息，对于左旋涡旋光，波长A幅值高(光强相对强)代表‘01’，波长B幅值高(光强相对强)代表‘11’，波长C且幅值低(光强相对弱)代表‘10’，波长D且幅值低(光强相对弱)表征数字‘00’；对于右旋涡旋光，可进行同样的编码调制。涡旋光的波长A、B、C、D不相等。以此方法，信号发射装置100中4路并行数据(即，第一数字信号处理器111输出的4路并行数字量比特流)即可以高调制深度、高波特(符号)率、非接触的方式传输至信号接收装置300，最终实现系统数据传输速率大幅提升的有益效果。从而能够达到数据传输系统抗电磁干扰强，调制复杂度高、保密性极高、数据传输速率高的优势。

在以上实施例的基础上，此光滑环系统也可设计为基于子系统复用的光通信系统，即在CT一个周长上设置多个子系统(如四个，两两角度位置相差90度)，以提高实时波特率传输，最终获得更高比特速率的数据传输。

本发明还揭示了一种滑环系统，包括上述的非接触式数据传输系统。

本发明提供的滑环系统与本发明提供的非接触式数据传输系统属于同一发明构思，因此，本发明提供的滑环系统至少具有本发明提供的非接触式数据传输系统的所有优点，在此不再赘述。进一步地，由于本发明提供的滑环系统包括非接触式数据传输系统，并且将信号发射装置100和漏光光纤200配置在转子20，将信号接收装置300配置在定子10，因此，定子10和转子20之间，能够在转子20高速转动时实现非接触式的数据传输，，能够解决现有的滑环系统所存在的数据通信不稳定、传输效率低、误码率高，以及对环境的温度和湿度依赖性高的技术问题。

本发明还揭示了一种CT设备，包括上述的滑环系统。

本发明提供的CT设备与本发明提供的非接触式数据传输系统和滑环系统均属于同一发明构思，因此，本发明提供的CT设备至少具有本发明提供的非接触式数据传输系统和滑环系统的所有优点，在此不再赘述。进一步地，由于本发明提供的CT设备包括滑环系统，因此，本发明提供的CT设备，能够解决现有的CT设备所存在的数据通信不稳定、传输效率低、误码率高，以及对环境的温度和湿度依赖性高的技术问题。

综上，上述实施例对非接触式数据传输系统、滑环系统及CT设备的不同构型进行了详细说明，当然，上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明包括但不局限于上述实施中所列举的构型，本领域技术人员可以根据上述实施例的内容举一反三，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。