可见光通信(VLC,visible light communication)技术是一种在白光LED技术上发展起来的新兴无线光通信技术。它利用白光LED发出肉眼难以分辨的高速明暗闪烁的信号来传递信息。它可以同时实现照明与通信的功能。与传统的射频通信以及其它无线通信相比,可见光通信无需无线电频谱授权,具有保密性好,发射功率高,传输速度快以及无电磁辐射及干扰等优点。可见光通信中的关键技术包括编码调制技术、光源的选择与布局、克服码间串扰、接收解调技术以及全双工模式的实现。可见光通信系统接收端光学透镜的研究和发展方向是尺寸小、重量轻、短焦距、高聚光效率、大视场角等,因此透镜的设计和优化至关重要。本文对可见光通信系统中接收端光学透镜进行了优化设计研究,主要研究内容包括:设计了菲涅尔透镜用于可见光通信系统中的接收透镜,改变透镜参数,用光线追踪法对其会聚效应、视场角进行研究,优化设计透镜的结构和参数。通过建模仿真分析孔径、F数、环数对菲涅尔透镜聚光效果以及视场角的影响,最终在使用单个透镜时,选择孔径为20毫米、F数为1、环数为40的菲涅尔透镜做为可见光通信系统的接收透镜。以平凸透镜和菲涅尔透镜为基元,设计了复眼平凸透镜和复眼菲涅尔透镜,通过理论建模,优化设计透镜结构参数。复眼菲涅尔透镜相比于复眼平凸透镜减小了透镜的材料,且表面更平滑,但其制作工艺更加复杂。平面的复眼透镜可用于可见光通信系统的MIMO技术中做为接收透镜;曲面的复眼透镜可以大大扩大接收端接收透镜的视场角,减小了对光源阵列布局的要求,我们可以根据需要选择合适的透镜用于可见光通信系统的接收透镜。利用准晶的负折射特性,提出使用准晶平板透镜作为可见光通信系统的接收透镜,并从实验上制作出准晶光子晶体结构。