基于时分复用的四通道光纤旋转连接器设计与性能测试

针对高速旋转设备分布式测量需求,设计了一种单通道光纤旋转连接器(FROJ),并进行了性能测试。以此单通道FROJ为基础,采用磁光开关通过时分复用方式设计了四通道FROJ,在静态和动态条件下分别测试了其插入损耗。实验结果表明:该四通道FROJ的插入损耗小于4.5 d B,旋转变化量小于2 d B,在转速不超过600 r/min时可以实现光信号的可靠传输。

大光斑离轴式光纤旋转连接器的耦合性能

针对直接对准型离轴式光纤旋转连接器中自聚焦透镜准直器出射光斑小、光纤耦合损耗大和有效对准时间短的问题,本文提出了一种由双合透镜和热扩芯光纤构成的大光斑光纤准直器。基于出射光斑在相对旋转过程中重叠面积的周期性变化规律,分析了准直器间存在径向误差和角向误差时的耦合损耗变化。根据转子圆环和出射光斑尺寸得到耦合损耗为3 dB时的理论有效对准时间。为此搭建了光纤耦合实验平台测试其耦合性能及有效对准时间。实验结果表明,光纤准直器采用的单模光纤模场直径越大耦合损耗越低,其中模场直径为28μm时耦合损耗低至0.22 dB。在转速为60 r/min时,通过光电转化和函数拟合得到四种模场直径光纤准直器的有效对准时间。模场直径为17μm时最大有效对准时间为7.05 ms,与理论值7.1672 ms基本一致。最后应用光纤布拉格光栅传感实现无接触式传输光信号。这种设计为大光斑离轴式光纤旋转连接器的研究及其在光纤传感领域的应用提供了理论和技术支撑。

光纤旋转连接器的发展及其军事应用

光纤旋转连接器是一种广泛应用于军事国防、工业等领域的关键器件。光纤旋转连接器的功能为将光信号从旋转平台传输到静止平台。介绍了光纤旋转连接器的具体用途,描述了单通道光纤旋转连接器和多通道旋转连接器的工作原理和具体制作方法。介绍了国外光纤旋转连接器的发展动态和技术指标。制作了插入损耗小于2 dB的单模单通道光纤旋转连接器。进行了光纤旋转连接器的温度冲击对比实验,测试结果好于国外产品。分析了光纤旋转连接器的特点。重点介绍了光纤旋转连接器在军事国防的各个领域的用途。

多通道光纤旋转连接器

光纤旋转连接器是一种无源光纤器件,一般被用来耦合光信号通过一个旋转连接面．目前利用光互连技术设计的多通道光纤旋转结构比较复杂,故设计了一种无源多路空间互连光纤旋转连接器．该连接器利用空间光互连技术和波分复用技术传榆多路光信号．测试了多路旋转连接器在1310nm和1550nm波段下的性能,可以得知：在1310nm波段旋转连接器的插入损耗小于1．55dB,旋转变化量最大为0．28dB,1550nm波段的最大插入损耗为1．20dB,旋转变化量小于0．43dB；旋转连接器2个通道之间的隔离度大于31dB．

无源光纤旋转连接器的发展

光纤技术的出现丰富了现代通讯技术 ,弥补了电信号作载体时通信通道拥挤的不足。在某些场合下如雷达天线、战车的旋转塔台、水下机器人的控制船等 ,需要光信号不断从一个转动平台向另一个静止平台传输。这种情况下 ,就需要光纤旋转连接器实现两部分光信号的连续传输。

无源对称光学结构双通道光纤旋转连接器

提出一种实现双通道旋转互连的新型对称光学耦合结构,并应用光学结构设计出无源双通道光纤旋转连接器。利用自聚焦透镜发射光信号,使其通过自由空间传输,被另一个自聚焦透镜接收。在自由空间可以实现旋转连接并实现光信号的双向传输,通过分析该光学结构设计原理和光路计算,发现每组透镜中两个透镜焦距之比为 20?50,离轴距离为 4?10mm 范围时,才能保证光信道之间不发生干扰且信号持续传输。

中空光纤旋转连接器研究进展

作为两个相对独立旋转部件之间信号传输的核心器件,光纤旋转连接器(FORJ)广泛应用于雷达、战车和红外探测系统等信息化军事装备中。但是,对于传输通道不经过旋转轴或器件中心部位的特殊需求,一般FORJ不能直接使用。对此,国内外学者对满足这种需求的具有中空特性的FORJ进行了研究。文中分析了中空FORJ的研究现状,对中空FORJ的实现原理、影响主要指标的因素以及应用情况进行了综述,对中空FORJ的发展方向进行了展望。

光纤旋转连接器耦合误差分析

针对2根光纤进行无接触动态连接时机械精度及装配技术都无法满足需要的问题,对光纤旋转连接器耦合误差进行分析。在分析光纤准直器中光线轨迹的基础上,建立一种光纤准直器插入损耗和耦合效率理论模型,从径向偏差、轴向偏差和角度偏差3个方面进行规律分析,并通过实验数据获取了误差对光路传输损耗的影响规律,得出光纤准直器耦合损耗对于角度偏差最敏感,径向偏差次之,轴向偏差影响较小的结论。该研究实现了光纤旋转连接,为研制单/多通道光纤旋转连接器提供了理论依据。

四通道单模光纤旋转连接器的研制

设计了一种基于道威棱镜的光传输特性的四通道单模光纤旋转连接器,采用锥齿轮行星轮结构实现光信号的旋转耦合,并设计了耦合调整方案;分析道威棱镜光轴与旋转轴不重合带来的耦合损耗,确定道威棱镜的装调精度。最终使四通道单模光纤旋转连接器的技术指标达到了国外同类产品水平,且道威棱镜的通光孔径大,可在结构尺寸不变的情况下直接扩展为八通道单模光纤旋转连接器。

一种基于光子晶体光纤的光纤旋转连接器设计

光纤旋转连接器因其具有传输带宽大、电磁兼容良好、体积小、寿命长等优点,有逐渐取代传统电滑环进行相对旋转平台间信息传输的趋势。提出一种利用大模场光子晶体光纤直接耦合的新型光纤旋转连接器的设计方案,耦合理论分析表明其不仅满足低插入损耗,而且具有结构简单、体积小、加工和装配精度要求相对较低等优点。大模场光子晶体光纤的无截止波长单模传输和低非线性传输特性使它能更有效地与WDM技术相结合提高传输容量,具有更广阔的应用。

基于旋转光纤连接器的高速红外图像传输技术

提出了一种基于光纤旋转连接器,从连续旋转扫描的探测器头部向机下传输高速红外图像的方法,并讨论了其中的关键模块的设计原理及方法。实际应用结果表明,系统稳定可靠,速度、稳定性和误码率性能与采取传统的接触式电滑环的系统相比有很大提高。

基于虚拟样机的光纤旋转连接器损耗研究

提出一种基于虚拟样机的光纤旋转连接器损耗的分析方法.建立了道威棱镜系统中的光线输入-输出方程,采用光线追迹和解析模型的混合架构建立了齐次坐标系下的光线分析模型.模型中的输入误差包括输入、输出准直透镜和道威棱镜的角度和位移误差、轴承游隙和齿轮准确度;对30 000个角度准确度±100″、位移准确度±0.01mm的随机误差样本的损耗特性进行计算,结果表明:若要使公差引起的最大损耗小于4dB、损耗分布P(X>3dB)小于0.5%,则光纤旋转连接器中准直透镜和道威棱镜角度误差必须控制在±1′以内.

光纤旋转连接器在雷达系统中的应用

随着雷达技术的不断发展,光电组合式汇流环将逐步代替传统电汇流环。由于光电组合汇流环在性能上和结构上结合了电汇流环和光纤旋转连接器的优点,如结构坚固、可靠性高、耐恶劣环境、抗电磁辐射、数据传输量大、传输速度快、信号损耗小等,同时减少了系统互连用的电缆数量,所以是雷达信号传输的一个新的发展方向。本文对光纤旋转连接器做了介绍,并和电汇流环进行了对比分析,接着对光纤旋转连接器的安装、光纤旋转连接器雷达信号的传输方案进行了介绍。

一种中空式光纤旋转连接器

本文介绍了一种中空式的光纤旋转连接器,给出了结构设计框图,并对旋转功能的实现及损耗控制进行了描述,同时通过相关环境试验验证了本结构的可靠性,实现了高速率(≥1.25Gb,s)、大孔径(≥Φ60mm)、低旋转变量(≤5dB)的中空光纤旋转连接器。

单通道单模光纤高速旋转连接器的研制

针对光纤旋转连接器(FORJ)普遍存在着结构复杂、损耗过大和转速低等问题,提出了一种高速单通道单模FORJ结构,并对其性能进行了相关的实验测试,对FORJ中光信号传输时的损耗进行了分析研究。实验结果表明:所设计的单通道单模FORJ能够在8000 r/min的高转速下传输光信号,损耗量为19.6 dB,且能承受的最大冲击载荷为20 m/s^(2),旋转输入轴的最大径向振幅为0.63 mm,能够适应较为恶劣的工作环境。

基于光纤旋转连接器的光纤耦合效率研究

基于渐变折射率透镜准直器一定程度上可以提高空间光-光纤耦合效率,但会引入光纤与渐变折射率透镜装配误差和渐变折射率透镜间位置误差。鉴于以上两种误差情况,本文提出了修正光纤与渐变折射率透镜装配误差的位移法和基于楔形棱镜和平板玻璃的光束指向调整法。首先运用光线传输矩阵的数学分析方法建立了光线传输模型,分析当光纤与渐变折射率透镜存在距离误差和位置误差下耦合效率的变化,最后利用位移法降低了距离误差对插入损耗的影响,使系统插入损耗降低至0.2 dB。在存在位置误差下利用光束指向调整法降低插入损耗至0.7 dB。这两种方法可以有效提升光纤旋转连接器耦合效率。

光纤旋转连接器在经纬仪上的应用

本文介绍一种光纤通信系统中的光纤连接器——光纤旋转连接器,将其用于经纬仪测量系统的旋转平台和静止平台之间进行信息传输,基于它可以自由旋转和光纤通信的优点,本方法可以解决常见的导电环和"甩辫子"等方法的一些缺陷。

一种光纤旋转连接器的设计改进

光纤旋转连接器具有传输容量大、带宽宽、电磁兼容性良好、体积小、质量轻、能耗低和噪声小的优点,在雷达装备上得到大量广泛应用。针对某型光纤旋转连接器在实际使用过程中,有多只出现光路插入损耗变大或光路不通问题,对光纤旋转连接器的支承轴承进行了额定寿命计算,分析了轴承失效的原因。从轴承选型、加大支承轴承间的中心距、缩小转子受力点与支承轴承间的中心距三个方面采取措施对光纤旋转连接器进行了设计改进。改进明显改善了轴承的受力情况,大幅提高了轴承的预期寿命,从而提高了光纤旋转连接器的可靠性。

四通道多模光纤旋转连接器的相关问题及措施

提出了多通道光纤旋转连接器的全新级联方式，对出现的一些问题进行了分析并采取了相应的解决措施，最后给出了四通道光纤旋转连接器的一些实验结果。

一种轴向磁驱动多通道光纤旋转连接器

通过对现有的多通道光纤旋转连接器结构优缺点进行比较,提出了一种轴向磁驱动多通道光纤旋转连接器结构。本光纤旋转连接器结构中旁轴通道光信号传输是通过主转动轴上光纤准直器与从动转轴中光纤准直器进行光路耦合,其耦合实现是通过磁驱动机构及精密齿轮传动机构来保证,中心通道光信号无间断传输是通过磁驱动机构实现。通过轴向尺寸的增加可实现通道数的增加。此光纤旋转连接器简单易行,避免了传统结构的诸多缺陷,简化了工艺、降低了成本。