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发布时间:2022-09-26 | 浏览次数:

目前很多系统中常需要利用旋转连接器传输转动信号,但是由于带宽问题,现有的电滑动环已经不再适用转动信号传输,出现“传输瓶颈”问题由于光信号具有大带宽、抗电磁干扰、无接触损耗以及传输速率快等特点,光纤旋转传输技术成为解决该问题的最佳手段传统的光纤旋转连接器是共轴的,可以传输一路或者多路光信号,其特点是光器件光轴与互连器件中心轴重合,因此被称为同轴光纤旋转连接器

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  随着光纤旋转连接器应用的日益广泛,在应用中发现当中心轴位置被用来传输气体、油或他化学物质等介质时,便不能作为信号光束的传输通道,于是为了实现介质和光信号的同时传输,离轴光纤旋转连接器应运而生,它的适应性更强,应用范围更加广泛,例如雷达在信号传输过程中需要伴随高压气体传输,此时高压气体传输通道位于器件中心轴,使得光束不能沿着器件的中心轴传输其中光纤准直器作为光纤旋转连接器中核心光器件,其性能直接决定光纤旋转连接器的性能,因此研究光纤准直器的性能就显得尤为重要,目前最常用的是 C-lens光纤准直器( 简称C-lens) ,因此研究C-lens对于提高光信号旋转传输效率具有重要的意义C-lens主要参数有插入损耗、回波损耗和点精度其中前两项是通过后期测试得到的,而点精度是取决于准直器制作时的精度,需要着重研究,点精度是指出射光束与准直器轴线的夹角,它是由尾纤和透镜端面的倾斜引起的一般 C-lens的点精度α< 1,且用于固定端的连接,能够满足实际光信号耦合需要,因而对它的研究比较少,然而在光纤旋转连接器等需要光信号旋转传输的场合,点精度将引起光信号耦合的角向偏差如图 1 所示,0.3°的角向偏差引起损耗约为10dB,这增加了光纤旋转连接器的装配难度,所以有必要对 C-lens的点精度进行优化

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  目前,点精度的优化方法大致分为三类:

  (1)通过额外的器件进行补偿,即在尾纤和准直物镜之间或在准直物镜之后加入楔片或楔片组,或是给准直器加上外套筒,使出射光与外套筒平行,但由于这一方法增加了额外的零件使装配变得复杂,并提高了成本

  (2)使尾纤与透镜轴向错位或改变尾纤的入射角度,这种方法需要特殊的套筒、在结构上非对称,不便于加工

  (3)改变准直透镜的参数,如减小光纤与透镜折射率的差或是改变透镜的倾斜角,但这一方法对点精度的改善有限

 
 

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