CN101666892B - 基于实心光锥的光纤旋转连接器 - Google Patents

Abstract

本发明述及一种基于实心光锥的光纤旋转连接器。它包括转子支架、实心光锥、定子支架、波分复用器和多个不同波长光纤准直器。转子支架通过多个不同波长光纤准直器与多个转子光纤接口而构成光纤旋转输入端，定子支架通过实心光锥与波分复用器、定子光纤接口而构成光纤固定输出端。本发明结构简单，便于安装；无复杂的光学系统，易于实现多个不同波长光信号的合束与分束；结构紧凑，便于大批量生产。

Description

基于实心光锥的光纤旋转连接器

技术领域

本发明涉及一种基于实心光锥的光纤旋转连接器，适用于光通信系统中信号的旋转连接场合，属光通信领域。

背景技术

旋转连接器是用于旋转过渡环节的一种光互连器件，包括旋转平台和静止平台，主要用于工业机器人与控制台、港口机械吊臂与主控机房、雷达天线与车载主机之间、军事战车的旋转塔台、海底机器人等诸多民用和军用领域。

目前常用的旋转连接器主要有两种：一种为电滑环，主要依靠电刷或电极连接旋转平台和静止平台，完成信息的双向传输。但是电滑环具有以下缺点：(1)带宽低，无法完成大容量数据的高速传输；(2)抗电磁干扰能力差，容易受到外界信号的干扰，造成信号失真；(3)电信号通过电滑环时使得电刷与滑环之间存在电流，容易造成系统短路，导致通信中断。另一种为光纤旋转连接器，能使单路或多路对接光纤在旋转状态下保持光信号正常、连续的传输，主要分为单通道和多通道。对于多路光信号，可以使用多路光纤旋转连接器，但随着通道数量的增多，使得装置体积增大；也可以使用单通道光纤旋转连接器，结合波分复用技术进行波长的扩展，但多个波分复用器的使用，使得装置成本增加。

发明内容

本发明的目的在于克服上述常规旋转连接器的不足，提供一种基于实心光锥的光纤旋转连接器，它具有结构简单，便于安装；无复杂的光学系统，易于实现多个不同波长光信号的合束与分束，成本低；结构紧凑，便于大批量生产等优点。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种基于实心光锥的光纤旋转连接器，包括转子支架、定子支架、波分复用器和n个不同波长光纤准直器，n≥2，n为自然数，其特征在于所述转子支架通过其内装的所述n个不同波长光纤准直器与n个转子光纤接口而构成光纤旋转输入端，所述定子支架内装一个实心光锥，所述实心光锥的大端与所述n个不同波长光纤准直器转动连接，而小端通过所述波分复用器与n个定子光纤接口固定连接，从而构成光纤固定输出端。

上述n个不同波长光纤准直器与所述实心光锥的大端之间由所述转子支架和定子支架隔开定位。

上述n个定子光纤接口与所述实心光锥的小端之间由所述波分复用器耦合连接。

上述的光纤旋转输入端的连接损耗由所述n个不同波长准直器与所述实心光锥的大端之间的距离、对准偏差所确定。

上述的光纤固定输出端的连接耦合损耗由所述实心光锥的长度、母线形状、小端尺寸及形状所确定。

本发明的工作原理：

基于光波导传输理论，光束能够在一定折射率的光波导内进行传输。由转子支架、实心光锥、定子支架、波分复用器和多个不同波长光纤准直器构成的光纤旋转连接器，能符合上述光波导传输的要求。本发明利用转子支架通过多个不同波长光纤准直器与多个转子光纤接口而构成光纤旋转输入端，定子支架通过实心光锥与波分复用器、定子光纤接口而构成光纤固定输出端。该光纤旋转连接器的工作过程为：多个不同波长的光信号通过转子光纤接口送入不同波长光纤准直器中，准直器与实心光锥通过转子支架和定子支架隔开定位，准直器输出的多路光信号被实心光锥的大端接收，使得多路光信号在实心光锥内部传输并通过实心光锥的小端输出，送入波分复用器中。波分复用器将不同波长的多路光信号分束，最后通过定子光纤接口输出。当多路光信号在实心光锥中传输，定子支架和转子支架之间保持相对运动时，就可实现基于实心光锥的光纤旋转连接器。

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：

(1)采用多个不同波长光纤准直器和实心光锥的大端对接，实现旋转运动的多路光信号传输，简化了结构，便于安装；

(2)该光纤旋转连接器采用实心光锥接收多路光信号，可将多路光信号约束在光锥内部传输，无复杂的光学系统，易于实现多个不同波长光信号的合束与分束；

(3)该光纤旋转连接器中的准直器、实心光锥、波分复用器与转子/定子支架的连接装配容易，可扩展性强；大大降低了成本，同时也便于制作和批量生产。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是一个应用实例结构示意图。

具体实施方式

本发明所涉及的一个优选实施例结合附图说明如下：参见图1，本基于实心光锥的光纤旋转连接器，包括转子支架1、定子支架3、波分复用器4和n个不同波长光纤准直器21、22、...2n，n≥2，n为自然数。转子支架1通过n个不同波长光纤准直器21、22、...2n与n个转子光纤接口11、12、...1n而构成光纤旋转输入端，定子支架3内装一个实心光锥2，实心光锥2的大端与n个不同波长光纤准直器21、22、...2n转动连接，而小端通过波分复用器4与n个定子光纤接口31、32、...3n固定连接，从而构成光纤固定输出端。

参见图2，为一个应用实例结构示意图，n＝2，它包括转子支架1、实心光锥2、定子支架3、波分复用器4、1310nm光纤准直器51、1550nm光纤准直器52。转子支架1通过1310nm光纤准直器51、1550nm光纤准直器52分别与1310nm转子光纤接口41、1550nm转子光纤接口42而构成光纤旋转输入端，定子支架3通过实心光锥2与波分复用器4、1310nm定子光纤接口61、1550nm定子光纤接口62而构成光纤固定输出端。其中，实心光锥2为纯石英材料制成，并在其外表面涂覆一层低折射率薄膜，以构成光波导结构，宜于光信号在实心光锥2内部传输。1310nm和1550nm光信号分别通过1310nm转子光纤接口41、1550nm转子光纤接口42送入1310nm光纤准直器51、1550nm光纤准直器52中，两个光纤准直器与实心光锥2通过转子支架1和定子支架3隔开定位，1310nm光纤准直器51、1550nm光纤准直器52输出的光信号被实心光锥2的大端接收，使得1310nm、1550nm光信号在实心光锥2内部传输并通过实心光锥2的小端输出，送入1310nm/1550nm波分复用器4中。1310nm/1550nm波分复用器4将1310nm、1550nm光信号分束，最后分别通过1310hm定子光纤接口61、1550nm定子光纤接口62输出。当1310nm、1550nm光信号在实心光锥中传输，转子支架1和定子支架3之间保持相对运动时，就可实现基于实心光锥的光纤旋转连接器。

Claims (5)

1.一种基于实心光锥的光纤旋转连接器，包括转子支架(1)、定子支架(3)、波分复用器(4)和n个不同波长光纤准直器(21、22、…2n)，n≥2，n为自然数，其特征在于所述转子支架(1)通过其内装的所述n个不同波长光纤准直器(21、22、…2n)与n个转子光纤接口(11、12、…1n)而构成光纤旋转输入端，所述定子支架(3)内装一个实心光锥(2)，所述实心光锥(2)的大端与所述n个不同波长光纤准直器(21、22、…2n)转动连接，而小端通过所述波分复用器(4)与n个定子光纤接口(31、32、…3n)固定连接，从而构成光纤固定输出端。

2.根据权利要求1所述的基于实心光锥的光纤旋转连接器，其特征在于所述n个不同波长光纤准直器(21、22、…2n)与所述实心光锥(2)的大端之间由所述转子支架(1)和定子支架(3)隔开定位。

3.根据权利要求1所述的基于实心光锥的光纤旋转连接器，其特征在于所述定子光纤接口(31、32、…3n)与所述实心光锥(2)的小端之间由所述波分复用器(4)耦合连接。

4.根据权利要求1或2所述的基于实心光锥的光纤旋转连接器，其特征在于所述的光纤旋转输入端的连接损耗由所述n个不同波长准直器(21、22、…2n)与所述实心光锥(2)的大端之间的距离、对准偏差所确定。

5.根据权利要求1或3所述的基于实心光锥的光纤旋转连接器，其特征在于所述的光纤固定输出端的连接耦合损耗由所述实心光锥(2)的长度、母线形状、小端尺寸及形状所确定。

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