光纤旋转连接器的可见光技术与校准方案
2025-02-11 20:09
No.1338965252599193600
技术概要
PDF全文
本技术涉及光纤旋转连接器领域,介绍了一种新型的可见光光纤旋转连接器及其校准技术。该连接器采用带观察窗口的法兰端帽和开槽插芯,主轴设有校准窗口,插芯上特设观察槽,以实现精确对准和校准。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术,并不必然构成现有技术。 光纤通信具有高带宽、大容量、结构简单、无需频谱许可和良好的保密性,被认为是工业、医疗设备等领域的关键技术。光纤旋转连接器是利用光纤通信技术实现静止平台和相对转动平台间信号传输功能的重要设备,其原理为从静止端光纤发出的光束经过处理传输至旋转端,耦合至光纤中实现光信号传输。 传统的处理方法是使用光纤准直器,从静止端光纤发出的光束进入渐变折射率透镜(Gradient-index Lens,G-Lens)准直后成为空间准直光束,再传输至旋转端渐变折射率透镜,耦合至光纤中实现光信号传输。传统的处理方法存在如下问题:(1)调试难度大,需要将准直器的光轴和机械件的旋转轴高度重合,否则会造成较大的插入损耗和通光效率波动;(2)转速限制大,整个系统的体积较大,无法实现高速转动(当前部分应用要求转速超过1万转/分钟);(3)色散控制难度大,尤其是在可见光OCT领域,较宽的光谱要求系统中不能有过高的色差。基于以上这些原因,设计基于准直器的光纤旋转连接器变得困难,且需要用到消色差双胶合透镜,造价非常昂贵。 近年来,针对高带宽的无透镜光纤旋转连接器技术已经出现,它利用两根光纤直接对准,使得接触处具有较低的光损耗。但是该技术仍然存在一些问题:(1)可见光波段的光纤相较于常规红外波段的光纤,纤芯更细,模场直径更小,只有2~3μm,而光纤包层的直径通常为几百微米,这就对光纤旋转连接器的位置误差(径向偏差)提出了非常高的要求,现有技术尚无法实现;(2)要保持较低的插入损耗,两根裸光纤的端面之间的距离(轴向偏差)不能太大,而如果离得太近甚至接触,则会造成光纤端面磨损,从而造成器件的损坏;再加上难以观察,只能通过间接的测试通光效率来评估光纤的装配情况,整体的装配效率和装配精度都不高。
实现思路
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该技术已申请专利,如用于商业用途,请联系技术所有人!
技术研发人员:
宋维业  王智勇  万熠  仪维  魏花  鲁晓旭  韦洪涛
技术所属: 山东大学
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