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。     

多通道宽带光纤旋转连接器的实验研究

针对光纤旋转连接器在轴向旋转光通信系统中的应用和技术特点,研制了一种基于Dove棱镜和光纤准直器的空分复用多通道宽带光纤旋转连接器。通过分析光信号在多通道宽带光纤旋转连接器中的光路和光程,得出了850、1 310和1 550nm 3波长光路传输时的出射偏移量,并据此设计Dove棱镜的几何尺寸和光纤准直器收发光路,使其达到宽带耦合最佳位置。实验结果表明,经由多通道宽带光纤旋转连接器传输的850~1550nm波长信号最大插入损耗为4.7dB,回波损耗为43.78dB。光纤旋转连接器在-40~70℃时的插入损耗最大变化值为2.0dB。将光纤旋转连接器接入传输速率为1.32Gbit/s的数字视频复用系统中,数字信号的丢帧率为0,以太网和视频指标均满足实际信号传输要求。     

低耦合损耗的光电混合光纤旋转连接器

设计了一种光电混合光纤旋转连接器,能实现相对旋转的光信号在较大对准误差范围内低损耗连接.旋转状态下的自聚焦透镜准直光纤输出的光信号,并由PIN光电探测器将其转换为电信号,冉由激光器根据电信号再生出原始光信号继续在光纤通讯系统中传输.该光电混合光纤旋转连接器在离轴偏移量至520μm或对准倾斜角至0.5°时的附加耦合损耗为0.3 dB,而采用双自聚焦透镜的光纤旋转连接器要获得小于3 dB的插入损耗,其离轴偏移或倾斜角度必须小于100 μm和0.10°相比之下,本文设计的光纤旋转连接器能降低系统对机械加上及装配精度的要求,具有较高的实用价值.     

离轴旋转光纤传输系统的设计与实现

为了实现光信号的离轴旋转连接,设计了一种新型的离轴旋转光纤传输系统。基于高斯光束传播理论,分析了大口径光纤准直器对高斯光束的扩束准直作用,利用ZEMAX对准直器的结构和输出光束特性进行了优化。对离轴旋转光纤传输系统进行了实验测量,结果表明大口径光纤准直器输出光束在50 mm的工作距离处能量分布满足高斯型,其束腰半径达到18 mm,远场发散角仅为5.48×10-2mrad,在1.25 Gb/s的信号传输速率及80 r/min的转速下,系统的最大连接损耗为23.28 d B,整体性能满足了旋转部件之间稳定传输高速光信号的要求。     

基于透镜组的新型双通道光纤旋转连接器

针对现有双通道光纤旋转连接器(FORJ)所存在的问 题,提出了一种基于透镜组合系统的 新型双通道FORJ。其中心通道由两光纤准直器直接对准耦合而成,旁轴通道通过透镜组的圆 对称性实现旁轴通道光信号的连续 传输。旁轴通道是这种FORJ设计的关键,利用几何光学定律,通过光线追击法计算了 旁轴通道在准直器和大 芯径光纤分别作接收器下FORJ的光路图。最后测试了双通道FORJ的性能参数,实验结果表明 ,所提出的FORJ中心通道最大插入损耗为1.84dB,旋转变化量小于 0.59dB,回波损耗大于40dB;旁轴通道最大 插入损耗为2.40dB,旋转变化量小于0.76dB ,回波损耗大于45dB,完全可以满足双通道器件性能要求。     

基于ZEMAX单模大光束光纤准直透镜信号耦合分析

针对光纤连接器核心部件之一光纤准直透镜信号精密耦合问题,采用双合透镜设计了一种单模大光束光纤连接器.通过分析双合透镜特性、光纤准直器阵列中的多光学器件耦合机理和准直透镜间的3种耦合偏差引起的传输损耗,推导出该耦合系统的传输损耗公式.基于MATLAB分析得到:角向失配对准直器的耦合损耗影响最大,轴向失配影响最小.利用光学仿真软件ZEMAX在序列和混合模式下对连接器进行模拟,用Origin绘制出不同失配情况下信号耦合效率曲线,结果表明单模光纤芯径为12 μm时,耦合效率达到92.42％.最后通过光学平台搭建实验系统,验证了仿真结果的准确性.     

离轴旋转光通信系统的设计与实现

将两个光学准直器用于离轴旋转光通信系统,并分别置于通信系统中两端的旋转部件,使准直器的光轴与旋转部件的轴线平行,从而保证光信息在较大间距且相对旋转的两个筒状部件之间的可靠传输。结合光端机、光分路器、语音视频采集卡和电脑等设备,使系统具有实时传输语音视频信号的功能。实验结果表明,在旋转部件间距小于500mm,其转速小于120r/min的条件下,系统满足1.25Gbit/s的高速率光信号的稳定传输。     

基于热扩芯光纤的光纤准直器特性研究

为了提高光纤和光器件之间的耦合效率,设计了由热扩芯光纤和自聚焦透镜构成的新型热扩芯光纤准直器。理论上分析了热扩芯光纤准直器的基本结构参数与光学特性的关系以及由3种失配导致的耦合插入损耗。研究发现,热扩芯光纤准直器的耦合特性与自聚焦透镜的参数有关,热扩芯光纤准直器在轴向间距和角度偏差上的耦合失配容限明显优于普通光纤准直器,横向位移损耗则高于普通光纤准直器。采用模场半径为15.4μm的热扩芯光纤与自聚焦常数为0.295mm-1的自聚焦透镜制备了热扩芯光纤准直器,并对热扩芯光纤准直器因3种失配导致的耦合插入损耗进行了理论和实验比较,结果表明实验数据与理论吻合较好,说明所设计的热扩芯光纤准直器可用于长距离光耦合和旋转连接器件。     

双通道红外耦合旋转连接器

提出一种新型双通道旋转连接器。该连接器应用红外无线技术耦合光信号通过旋转面,可保证信号持续传输。分析了连接器的设计原理,并测试了旋转器固定和旋转两部分的转配误差引起的离轴距离、轴向距离及其相对转动对信号传输的影响。试验结果表明：只要旋转连接器的零件加工和装配精度符合设计要求,装配误差的影响可忽略;当旋转器两部分相对转动时,系统实际的传输速率与静态时的速率相同,均为1．46Mbps;此连接器对机械加工和装配精度的要求显著降低,生产成本减少。     

双通道旋转连接器

文中提出一种新型双通道旋转连接器。该连接器应用红外传输技术耦合光信号通过旋转面。文中详细分析了该连接器的设计原理，并测试了离轴距离、轴向距离、及旋转器两部分相对转动对传输系统的影响。试验结果表明：当轴向距离设为50mm，离轴距离在21mm以内或轴向距离在0～146mm范围内变化时，旋转器的传输速度无任何变化，所以旋转连接器的机械结构设计和加工精度要求明显降低。当旋转器两部分相对转动时，系统应用层的传输速率与静态时相同，为1．46Mbps。因此，该旋转连接整体结构简单，安全性能高，生产成本低。     

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.     

Design of a multi-channel free space optical interconnec-tion component

A multi-channel free space optical interconnection component, fiber optic rotary joint, was designed using a Dove prism.When the Dove prism is rotated an angle of α around the longitudinal axis, the image rotates an angle of 2α. The opticalinterconnection component consists of the signal transmission system, Dove prim and driving mechanism. The planetarygears are used to achieve the speed ratio of 2:1 between the total optical interconnection component and the Dove prism.The C-lenses are employed to couple different optical signals in the signal transmission system. The coupling loss betweenthe receiving fiber of stationary part and the transmitting fiber of rotary part is measured.     

Design of a multi-channel free space optical interconnection component

A multi-channel free space optical interconnection component, fiber optic rotary joint, was designed using a Dove prism. When the Dove prism is rotated an angle of at around the longitudinal axis, the image rotates an angle of 2 at. The optical interconnection component consists of the signal transmission system, Dove prim and driving mechanism. The planetary gears are used to achieve the speed ratio of 2：l between the total optical interconnection component and the Dove prism. The Clenses are employed to couple different optical signals in the signal transmission system. The coupling loss between the receiving fiber of stationary part and the transmitting fiber of rotary part is measured.     

有旋转连接的双层光互连网络设计与分析

设计一个具有旋转连接功能的双层并行光互连网络。顶层为数字路由结点(DRN)和光网络接口卡(ONIC)组成的星型网,吞吐率大于10Gbps;底层为ONIC连接而成的环形网,峰值传输速率1．056Gbps。光纤旋转连接器(FORJ)的引入增加了网络的灵活性和使用范围。该网络的最大吞吐速率为8．448Gbps;环网内平均延迟2195ns,环网间平均延迟4713ns,误码率小于10^-14;结点机之间的链路长度最大可达5．46km。     

Optical coupling characteristics of laser diodes to thermally diffused expanded core fiber coupling using an aspheric lens

A discussion is presented of the optical coupling characteristics of a 1.3 mu m laser diode to a thermally diffused expanded core (TEC) single-mode fiber coupling using an aspheric lens. The misalignment tolerance width for a 0.5 dB loss increment of the expanded core fiber was enlarged to 8.4 mu m from 1.9 mu m of a nonexpanded core fiber without a remarkable coupling-loss increase. The TEC fibers will make the LD module assembly easier, and reduce the assembly cost.<>     

基于石墨烯的光缆监测和追踪方案研究

本文介绍了一种基于石墨烯监测、追踪的新型光缆接头盒,在传统光缆接头盒中仅增加了由光耦合部分和电处理部分组成的集成芯片：光耦合部分通过石墨烯与D形光纤的强相互作用实现每根光纤的信号耦合与转换,电处理部分通过电信号接收模块、中心控制模块、信息处理与存储模块、鉴权模块、收发天线模块和传感模块等对电信号进行处理和监控,最终达到对传输线路(包括管道、杆塔等)光缆中光纤的精细监测、上报和追踪。