CN111796367B - 一种空间长寿命双通道光纤旋转连接器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种空间长寿命双通道光纤旋转连接器，解决现有双通道光纤旋转连接器存在使用寿命较低、损耗大、容易失效和结构复杂的问题。该光纤旋转连接器包括定子壳体、转子套筒、中心一通道单元、中心二通道单元、前端盖和后端盖；定子壳体为套筒结构，转子套筒通过轴承组件安装在定子壳体腔体的前侧，前端盖设置在转子套筒的前端，后端盖设置在定子壳体腔体的后侧；中心一通道单元包括依次同轴设置的第一转子尾纤、一通道入射光准直组件、光学系统扩束组件、光学系统耦合组件、一通道接收器和第一定子尾纤；中心二通道单元包括第一转子尾纤、二通道入射光准直组件、二通道接收器和第二定子尾纤。
Description
技术领域
本发明属于光纤通信领域，尤其涉及大容量、高速信号空间长时间传输领域，具体涉及一种空间长寿命双通道光纤旋转连接器，主要应用于太空环境内相对旋转装置之间具有两路通道光信号旋转耦合传输的场合。
背景技术
光纤旋转连接器是一种利用光纤作为传输媒介，将信号在一个旋转平台和另一静止平台之间进行传输的装置。光纤旋转连接器在信号传输发展迅速的今天，被大量应用在民用和军用领域。
民用领域多用于医疗设备、工业控制、能源发展等方面。在医疗设备中，一般用于CT扫描系统、OCT相干成像系统中，光纤旋转连接器用于传输设备旋转过程中的图像信号。例如，在生物传感器中，光纤旋转连接器将设置在高速旋转的检测平台上的离心力显微镜测量的单分子传输给计算机；在OCT光学相干成像系统中，光纤旋转连接器将设置在人体器官内(如血管、气管等)高速旋转的光探针中反射回来的光信息传输到光学系统中；光遗传基础领域研究中，利用光纤旋转连接器将脑信息传出而不产生扭矩阻碍实验进行。
在工业控制领域中，工业机器人、水下潜水器、海底通信、视频监控系统、采矿设备、吊车、LED屏幕显示、工业机器远程控制等方面都需光纤旋转连接器传输大量的数据信息。例如，数据采集过程中360°旋转摄像头全方位采集数据，利用光纤旋转连接器将采集的数据信息传递给电脑进行处理。
在能源领域中，光纤旋转连接器的应用更为广泛，在风力发电、石油探井、海洋石油平台等方面，光纤旋转连接器是连接主要探测设备的装置。例如，风力发电设备的叶片上安装有用于监测叶片表面的应力、温度等情况的光纤传感器，光纤传感信息从发电机的转子部件传输到定子部件则需要光纤旋转连接器来完成；石油探井和海洋石油平台中光纤旋转连接器分别将井下石油信息和海底探测图像信息传输到主机。
光纤旋转连接器在军用领域也有较为广泛的应用。在军事装备、雷达、战车等旋转平台中，需要不断旋转扫描接收雷达信号并将信号传输至控制平台，光纤旋转连接器传输过程不受电磁干扰也不存在通道串扰，可以长距离传输；在吊舱中光电测试设备中和离心机等旋转测试设备中，也通过光纤旋转连接器高速旋转来传输光纤数据。
中国专利CN206892401U公开了“一种多路光纤旋转连接器”，该技术方案采用磁流体密封，很好的解决了磨损、老化的问题，密封效果较好，同时解决在湿热条件下多路光纤旋转连接器内部光学器件会产生结露的问题，提高了多路光纤旋转连接器的可靠性。但是，该技术方案存在以下问题和不足：1)传动机构使用锥齿轮行星轮系，由于太空空间环境的特殊性，使用传动机构使得光纤旋转连接器的使用寿命降低；2)道威棱镜水平粘接在套筒内，粘接的液体在空间环境中挥发易形成污染，在道威棱镜表面附着，增大传输过程中的损耗，影响光纤旋转连接器的正常工作，甚至失效。
中国专利CN201373929Y公开了“一种双通道光纤旋转头”，该技术方案利用光学反射面和裸光纤连接组成两个光学通道，结构简单，体积小，转动部件运动精度容易保证。但是，该技术方案存在以下问题和不足：1)利用光学反射面组成的第二光学通道，由于光学反射面的加工制造和装配困难，且光学反射面支撑部位有结构件阻挡光通过，会导致第二光学通道耦合效率低，损耗大；2)第一光学通道的光纤占据了第二光学反射面的部分面积，第二光学通道光信号传递损失会略大于第一光信号传播通道的光信号传递损失。
中国专利CN103018839B公开了“新型双路光纤旋转连接器”，该技术方案利用45°反射镜反射至垂直于旋转轴的中心通道接收准直器组成第一光学通道；利用凸透镜和凹透镜使得光信号耦合至大芯径光纤或准直器，组成第二光学通道。该发明具有结构简单、插入损耗小、耦合精度高的特点。但是，该技术方案存在以下问题和不足：1)利用磁铁作为传动机构，结构件的稳定性和可靠性较一般，尤其在受到震动和撞击情况下，影响磁铁正常工作，可能致使光纤旋转连接器失效；2)第一光学通道45°反射镜部分加工和装配难度较大，整体工艺复杂。
综上所述，现有的双通道光纤旋转连接器存在传动机构，不能够实现空间环境长寿命目标，且由于太空空间环境的特殊性，辐射粒子导致光纤旋转连接器透过率低、损耗增大，现有的双通道光纤旋转连接器不耐辐射，容易在使用过程中失效。
发明内容
本发明的目的是解决现有双通道光纤旋转连接器存在使用寿命较低、损耗大、容易失效和结构复杂的问题，提供一种空间长寿命双通道光纤旋转连接器，该连接器具有空间环境适应性强、长寿命、结构简单，工作稳定可靠等特点，可实现双向传输，用于实现相对旋转装置之间具有两路通道光信号的旋转耦合传输。
为实现以上发明目的，本发明技术方案为：
一种空间长寿命双通道光纤旋转连接器，包括定子壳体、转子套筒、中心一通道单元、中心二通道单元、前端盖和后端盖；所述定子壳体为套筒结构，所述转子套筒通过轴承组件安装在定子壳体腔体的前侧，所述前端盖设置在转子套筒的前端，所述后端盖设置在定子壳体腔体的后侧；所述中心一通道单元包括依次同轴设置的第一转子尾纤、一通道入射光准直组件、光学系统扩束组件、光学系统耦合组件、一通道接收器和第一定子尾纤；所述第一转子尾纤设置在前端盖的通孔内，且与一通道入射光准直组件连接；所述一通道入射光准直组件设置在前端盖的通孔内，用于将第一转子尾纤入射的光转化为平行光；所述光学系统扩束组件设置在转子套筒内，用于对一通道入射光准直组件出射的平行光进行扩束；所述光学系统耦合组件设置在定子壳体腔体内，用于将光学系统扩束组件出射的平行光转化为近轴平行光输出；所述一通道接收器设置在后端盖通孔内，用于接收光学系统耦合组件出射的近轴平行光；所述第一定子尾纤设置在后端盖通孔内，将一通道接收器接收的光信号输出；所述中心二通道单元包括第一转子尾纤、二通道入射光准直组件、二通道接收器和第二定子尾纤；所述第二转子尾纤穿过设置在转子套筒筒壁上的第一安装孔，与二通道入射光准直组件连接；所述二通道入射光准直组件设置在光学系统扩束组件上，且与光学系统扩束组件同轴，用于将第二转子尾纤的光信号出射；所述二通道接收器设置在光学系统耦合组件上，且与光学系统耦合组件同轴，用于接收二通道入射光准直组件输出的光信号；所述第二定子尾纤穿过设置在定子壳体筒壁上的第二安装孔，与二通道接收器连接，用于将二通道接收器接收的光信号输出。
进一步地，所述光学系统扩束组件包括依次同轴设置的第一凹透镜、第一正弯月形透镜和第二正弯月形透镜。
进一步地，所述第一凹透镜设置在前端盖的通孔内，所述第一正弯月形透镜和第二正弯月形透镜通过压圈和设置在转子套筒内壁上的凸台限位。
进一步地，所述一通道接收器为光纤准直器，所述光学系统耦合组件包括依次同轴设置的第一负弯月形透镜、第二负弯月形透镜和第二凹透镜；所述第一负弯月形透镜和第二负弯月形透镜通过压圈和设置在定子壳体内壁上的凸台限位，所述第二凹透镜设置在后端盖的通孔内。
进一步地，所述一通道接收器为大芯径光纤或TEC光纤，所述光学系统耦合组件包括同轴设置的第一负弯月形透镜和第二负弯月形透镜，且第一负弯月形透镜、第二负弯月形透镜为球透镜。
进一步地，所述一通道接收器为大芯径光纤或TEC光纤，所述光学系统耦合组件包括第一负弯月形透镜，且第一负弯月形为非球面透镜。
进一步地，所述一通道入射光准直组件、二通道入射光准直组件和二通道接收器均为自聚焦透镜，且二通道入射光准直组件和二通道接收器通过陶瓷套管设置在光学系统扩束组件和光学系统耦合组件上。
进一步地，所述轴承组件包括第一陶瓷球轴承、垫圈和第二陶瓷球轴承；所述第一陶瓷球轴承、垫圈和第二陶瓷球轴承依次套装在转子套筒上，所述第一陶瓷球轴承的前侧通过设置在定子壳体内壁上的卡簧限位，所述第二陶瓷球轴承通过设置在转子套筒外壁上的台阶限位。
进一步地，所述第一陶瓷球轴承和第二陶瓷球轴承的轴承保持架采用聚酰亚胺材料；所述一通道入射光准直组件采用环氧胶固定在前端盖通孔，所述二通道入射光准直组件和二通道接收器采用环氧胶固定在陶瓷套管内；所述第一转子尾纤采用GD414C硅橡胶固定在前端盖的通孔内，且光纤包层采用聚四氟乙烯材料；所述第一定子尾纤采用GD414C硅橡胶固定在后端盖的通孔内，且光纤包层采用聚四氟乙烯材料；所述第二转子尾纤采用GD414C硅橡胶固定在第一安装孔内，且光纤包层采用聚四氟乙烯材料；所述第二定子尾纤采用GD414C硅橡胶固定在第二安装孔内，且光纤包层采用聚四氟乙烯材料。
进一步地，所述定子壳体的外侧设置有安装法兰，所述定子壳体通过安装法兰与外部设备连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明空间长寿命双通道光纤旋转连接器与以往双路旋转连接器相比，中心通道采用两个光路同轴传输，由于整体结构中不存在磁耦合设计和机械传动结构设计，加工和装配难度低，降低了误差对整体结构的影响程度，增加了光纤旋转连接器的工作寿命。
2.本发明空间长寿命双通道光纤旋转连接器由于设置有光学系统扩束组件，使得连接器工作过程中能量损失小，保证了传输过程的能量集中度；同时，由于整体结构不存在棱镜，双路通道均在旋转轴上，耦合效率高；若中心一通道选用接收准直器，光信号可实现双向传输，具有高度旋转对称性。
3.本发明空间长寿命双通道光纤旋转连接器具有结构简单、抗电磁干扰、耦合精度高的特点，可根据实际应用调节尺寸的优点，可应用于空间环境中两个相对旋转的装置之间进行信息传输的场合，如医疗设备、工业控制、能源发展以及军事装备等，其市场前景好，具有良好的技术转化基础，同时具有广泛的社会效益。
4.本发明空间长寿命双通道光纤旋转连接器采用高精度、自润滑陶瓷球轴承，使得其具有良好的空间环境适应性；同时，采用具有耐辐照性能的光学玻璃和光纤材料，以及质损低和可凝挥发低的非金属材料，使得光纤旋转连接器具有很好的空间环境适应性。
附图说明
图1为本发明空间长寿命双通道光纤旋转连接器的结构示意图。
附图标记：1-定子壳体，2-转子套筒，3-前端盖，4-后端盖，5-轴承组件，6-压圈，11-安装法兰，12-第一安装孔，21-第二安装孔，31-第一转子尾纤，32-一通道入射光准直组件，33-光学系统扩束组件，34-光学系统耦合组件，35-一通道接收器，36-第一定子尾纤，331-第一凹透镜，332-第一正弯月形透镜，333-第二正弯月形透镜，341-第一负弯月形透镜，342-第二负弯月形透镜，343-第二凹透镜，41-第二转子尾纤，42-二通道入射光准直组件，43-二通道接收器，44-第二定子尾纤，51-第一陶瓷球轴承，52-垫圈，53-第二陶瓷球轴承，54-挡圈，55-卡簧。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明技术方案作进一步详细描述。
本发明公开了一种空间长寿命双通道光纤旋转连接器，利用由自聚焦透镜和球面镜组成的光学系统形成了中心通道，中心通道包含两路光纤传输，分别为中心一通道和中心二通道，中心一通道通过光学系统的扩束部分和耦合部分后进入一通道接收器，实现中心一通道的信号耦合对准，光学系统的旋转对称性保证了中心一通道的连续传输，对于中心二通道，由于二通道入射光准直组件和二通道接收器同轴，可实现光信号以平行光传输。由此可知，本发明中光纤旋转连接器不存在传动结构，且采用低质损与可凝挥发低的非金属材料，降低非金属材料可凝挥发物对光学系统的污染影响，从材料和结构两方面极大地提升使用寿命；同时，还采用耐辐照的光学玻璃，有效避免了空间粒子辐射的影响，此外，本发明为球面透镜的对称结构，加工装配简单。
如图1所示，本发明提供的空间长寿命双通道光纤旋转连接器具体结构如下：包括定子壳体1、转子套筒2、中心一通道单元、中心二通道单元、前端盖3和后端盖4；定子壳体1为套筒结构，转子套筒2通过轴承组件5安装在定子壳体1腔体的前侧，前端盖3通过螺栓设置在转子套筒2的前端，后端盖4通过螺栓设置在定子壳体1腔体的后侧，从而前端盖3、后端盖4、转子套筒2和定子壳体1形成了一个光信号传输的腔体。此外，本发明定子壳体1的外侧设置有安装法兰11，定子壳体1通过安装法兰11与外部设备连接。
本发明中心一通道单元包括依次同轴设置的第一转子尾纤31、一通道入射光准直组件32、光学系统扩束组件33、光学系统耦合组件34、一通道接收器35和第一定子尾纤36，且中心一通道单元的光轴与旋转轴同轴。第一转子尾纤31设置在前端盖3的通孔内，且与一通道入射光准直组件32连接；一通道入射光准直组件32设置在前端盖3的通孔内，用于将第一转子尾纤31入射的光转化为平行光；光学系统扩束组件33固定设置在转子套筒2内，用于对一通道入射光准直组件32出射的平行光进行扩束；光学系统耦合组件34设置在定子壳体1腔体内，用于将光学系统扩束组件33出射的平行光转化为近轴平行光输出；一通道接收器35设置在后端盖4通孔内，用于接收光学系统耦合组件34出射的近轴平行光；第一定子尾纤36设置在后端盖4通孔内，将一通道接收器35接收的光信号输出。
本发明中心二通道单元包括第二转子尾纤41、二通道入射光准直组件42、二通道接收器43和第二定子尾纤44，且二通道入射光准直组件42、二通道接收器43的光轴与旋转轴同轴。第二转子尾纤41穿过设置在转子套筒2筒壁上的第一安装孔12，与二通道入射光准直组件42连接；二通道入射光准直组件42设置在光学系统扩束组件33上，且与光学系统扩束组件33同轴，用于将第二转子尾纤41的光信号出射；二通道接收器43设置在光学系统耦合组件34上，且与光学系统耦合组件34同轴，用于接收二通道入射光准直组件42输出的光信号；第二定子尾纤44穿过设置在定子壳体1筒壁上的第二安装孔21，与二通道接收器43连接，用于将二通道接收器43接收的光信号输出。具体的，二通道入射光准直组件42通过陶瓷套管设置在第二正弯月形透镜33的通孔中，二通道接收器43通过陶瓷套管设置在第一负弯月形透镜341的通孔中。
本发明光学系统扩束组件33与转子套筒2、前端盖3、一通道入射光准直组件32、二通道入射光准直组件42形成转子部件，光学系统扩束组件的设计由扩束倍数和系统长度来决定，其具体可包括依次同轴设置的第一凹透镜331、第一正弯月形透镜332和第二正弯月形透镜333。第一凹透镜331设置在前端盖3的通孔内，第一正弯月形透镜332和第二正弯月形透镜333通过压圈6和设置在转子套筒2内壁上的凸台限位。
本发明光学系统耦合组件34与定子壳体1、后端盖4、一通道接收器35、二通道接收器43形成定子部件，其具体可包括同轴设置的第一负弯月形透镜341和第二负弯月形透镜342。第一负弯月形透镜341和第二负弯月形透镜342通过压圈6和设置在定子壳体1内壁上的凸台限位。
本发明轴承组件5具体可包括第一陶瓷球轴承51、垫圈52和第二陶瓷球轴承53，即转子部件与定子部件之间的相对旋转通过一对陶瓷球轴承来实现。此时，第一陶瓷球轴承51、垫圈52和第二陶瓷球轴承53依次套装在转子套筒2上，第一陶瓷球轴承51的前侧通过设置在定子壳体1内壁上的卡簧55和挡圈54限位，第二陶瓷球轴承53通过设置在转子套筒2外壁上的台阶限位。两个陶瓷球轴承之间有垫圈52，防止两个陶瓷球轴承之间的相对滑动。本发明通过转子套筒2、挡圈54、卡簧55将陶瓷球轴承固定在定子壳体1和转子套筒2上，从而防止转子部件和定子部件之间的轴向滑动，同时，采用高精度陶瓷球自润滑轴承作为转子套筒2与定子壳体1之间的承接部件，具有温度影响小、适应性好等优点，避免了固体润滑轴承摩擦寿命有限的缺陷，还规避了液体润滑轴承污染光路的问题。
本发明空间长寿命双通道光纤旋转连接器实现光信号的传输过程是：
当光纤旋转连接器与外界连通后，光信号从第一转子尾纤31前端、第二转子尾纤41前端进入一通道入射光准直组件32和二通道入射光准直组件42后发出平行光。
一通道入射光准直组件32发出平行光，首先经过第一凹透镜331、第一正弯月形透镜332、第一正弯月形透镜332三次扩束后又形成平行光，然后经过第一负弯月形透镜341、第二负弯月形透镜342后形成平行光进入一通道接收器35，从而实现中心一通道光信号的旋转连续传输；当光纤旋转连接器旋转过程中，由于转子套筒2、一通道入射光准直组件32、第一凹透镜331、第一正弯月形透镜332、第一正弯月形透镜332、第一负弯月形透镜341、第一负弯月形透镜341的旋转对称性，由一通道入射光准直组件32出射的平行光保持相同的光线轨迹，进入一通道接收器35。
对于中心二通道，第二转子尾纤41前端通过二通道入射光准直组件42和二通道接收器43之间的光信号耦合，从而实现中心二通道的信号传输。由于二通道入射光准直组件42和二通道接收器43同轴，可实现光信号以平行光传输。
本发明一通道接收器35具体可采用光纤准直器或大芯径光纤。若一通道接收器35为光纤准直器时，则光纤准直器的前侧设置有第二凹透镜343，根据光学系统的对称性可知，一通道入射光准直组件32发出的平行光信号，首先入射到第一凹透镜331扩束后到达第一正弯月形透镜332、第二正弯月形透镜333表面，然后光路形成平行光进入第一负弯月形透镜341、第二负弯月形透镜342、第二凹透镜343，以近轴平行光输出，由位于定子壳体1中心的一通道接收器35接收，从而实现中心一通道光信号的旋转连续传输。
若一通道接收器35为大芯径光纤时，则第二凹透镜343可取消，一通道入射光准直组件32形成的平行光进入第一凹透镜331、第一正弯月形透镜332、第二正弯月形透镜333、第一负弯月形透镜341、第二负弯月形透镜342后，以小角度耦合入大芯径光纤，此时，若第一负弯月形透镜341为非球面透镜，可将第二负弯月形透镜342和第二凹透镜343同时取消。
本发明一通道入射光准直组件32、二通道接收器43和二通道入射光准直组件42均可采用自聚焦透镜，自聚焦透镜准直器经过球透镜扩束和聚焦后耦合至自聚焦透镜准直器。此时，可在第二正弯月形透镜333和第一负弯月形透镜341中心打圆孔，将陶瓷套管封装的自聚焦透镜准直器放入其中，陶瓷套管通过胶粘固定在透镜圆孔中，对称结构的两个自聚焦透镜准直器直接对准，进行光信号的传输。
本发明光学系统扩束部分采用耐辐照的光学玻璃及光纤材料，有效的避免由于空间粒子辐射导致系统透射率低、损耗增大，从而造成光学系统失效的问题。例如镧冕LaK3、镧火石LaF3、重火石ZF、重冕ZK9等系列玻璃。
本发明采用低质损、可凝挥发低的非金属材料，避免非金属材料真空挥发物污染光学系统，影响光纤旋转连接器稳定工作。例如，具体可采用环氧胶固定玻璃套管和准直器，采用GD414C硅橡胶固定光纤并防止螺纹松动，光纤包层采用聚四氟乙烯材料，轴承保持架采用聚酰亚胺材料。
本发明空间长寿命双通道光纤旋转连接器中无机械传动结构，从增加了光纤旋转连接器在空间工作条件下的使用寿命；采用高精度自润滑的陶瓷球轴承，保证了光信号传输的稳定性和可靠性，具有长寿命特点；选用离子辐射影响小和可凝挥发物低的材料，保证了光纤旋转连接器耐辐射、低污染，具有良好的空间适应性。
Claims (10)
1.一种空间长寿命双通道光纤旋转连接器，其特征在于：包括定子壳体(1)、转子套筒(2)、中心一通道单元、中心二通道单元、前端盖(3)和后端盖(4)；
所述定子壳体(1)为套筒结构，所述转子套筒(2)通过轴承组件(5)安装在定子壳体(1)腔体的前侧，所述前端盖(3)设置在转子套筒(2)的前端，所述后端盖(4)设置在定子壳体(1)腔体的后侧；
所述中心一通道单元包括依次同轴设置的第一转子尾纤(31)、一通道入射光准直组件(32)、光学系统扩束组件(33)、光学系统耦合组件(34)、一通道接收器(35)和第一定子尾纤(36)；
所述第一转子尾纤(31)设置在前端盖(3)的通孔内，且与一通道入射光准直组件(32)连接；所述一通道入射光准直组件(32)设置在前端盖(3)的通孔内，用于将第一转子尾纤(31)入射的光转化为平行光；所述光学系统扩束组件(33)设置在转子套筒(2)内，用于对一通道入射光准直组件(32)出射的平行光进行扩束；所述光学系统耦合组件(34)设置在定子壳体(1)腔体内，用于将光学系统扩束组件(33)出射的平行光转化为近轴平行光输出；所述一通道接收器(35)设置在后端盖(4)通孔内，用于接收光学系统耦合组件(34)出射的近轴平行光；所述第一定子尾纤(36)设置在后端盖(4)通孔内，将一通道接收器(35)接收的光信号输出；
所述中心二通道单元包括第二转子尾纤(41)、二通道入射光准直组件(42)、二通道接收器(43)和第二定子尾纤(44)；
所述第二转子尾纤(41)穿过设置在转子套筒(2)筒壁上的第一安装孔(12)，与二通道入射光准直组件(42)连接；所述二通道入射光准直组件(42)设置在光学系统扩束组件(33)上，且与光学系统扩束组件(33)同轴，用于将第二转子尾纤(41)的光信号出射；所述二通道接收器(43)设置在光学系统耦合组件(34)上，且与光学系统耦合组件(34)同轴，用于接收二通道入射光准直组件(42)输出的光信号；所述第二定子尾纤(44)穿过设置在定子壳体(1)筒壁上的第二安装孔(21)，与二通道接收器(43)连接，用于将二通道接收器(43)接收的光信号输出。
2.根据权利要求1所述的空间长寿命双通道光纤旋转连接器，其特征在于：所述光学系统扩束组件(33)包括依次同轴设置的第一凹透镜(331)、第一正弯月形透镜(332)和第二正弯月形透镜(333)。
3.根据权利要求2所述的空间长寿命双通道光纤旋转连接器，其特征在于：所述第一凹透镜(331)设置在前端盖(3)的通孔内，所述第一正弯月形透镜(332)和第二正弯月形透镜(333)分别通过压圈(6)和设置在转子套筒(2)内壁上的凸台限位。
4.根据权利要求3所述的空间长寿命双通道光纤旋转连接器，其特征在于：所述一通道接收器(35)为光纤准直器，所述光学系统耦合组件(34)包括依次同轴设置的第一负弯月形透镜(341)、第二负弯月形透镜(342)和第二凹透镜(343)；所述第一负弯月形透镜(341)和第二负弯月形透镜(342)分别通过压圈(6)和设置在定子壳体(1)内壁上的凸台限位，所述第二凹透镜(343)设置在后端盖(4)的通孔内。
5.根据权利要求3所述的空间长寿命双通道光纤旋转连接器，其特征在于：所述一通道接收器(35)为大芯径光纤或TEC光纤，所述光学系统耦合组件(34)包括同轴设置的第一负弯月形透镜(341)和第二负弯月形透镜(342)，且第一负弯月形透镜(341)、第二负弯月形透镜(342)为球透镜。
6.根据权利要求3所述的空间长寿命双通道光纤旋转连接器，其特征在于：所述一通道接收器(35)为大芯径光纤或TEC光纤，所述光学系统耦合组件(34)包括第一负弯月形透镜(341)，且第一负弯月形透镜(341)为非球面透镜。
7.根据权利要求1至6任一所述的空间长寿命双通道光纤旋转连接器，其特征在于：所述一通道入射光准直组件(32)、二通道入射光准直组件(42)和二通道接收器(43)均为自聚焦透镜，且二通道入射光准直组件(42)和二通道接收器(43)分别通过陶瓷套管设置在光学系统扩束组件(33)和光学系统耦合组件(34)上。
8.根据权利要求7所述的空间长寿命双通道光纤旋转连接器，其特征在于：所述轴承组件(5)包括第一陶瓷球轴承(51)、垫圈(52)和第二陶瓷球轴承(53)；所述第一陶瓷球轴承(51)、垫圈(52)和第二陶瓷球轴承(53)依次套装在转子套筒(2)上，所述第一陶瓷球轴承(51)的前侧通过设置在定子壳体(1)内壁上的卡簧(55)和挡圈(54)限位，所述第二陶瓷球轴承(53)通过设置在转子套筒(2)外壁上的台阶限位。
9.根据权利要求8所述的空间长寿命双通道光纤旋转连接器，其特征在于：所述第一陶瓷球轴承(51)和第二陶瓷球轴承(53)的轴承保持架采用聚酰亚胺材料；所述一通道入射光准直组件(32)采用环氧胶固定在前端盖(3)通孔，所述二通道入射光准直组件(42)和二通道接收器(43)采用环氧胶固定在陶瓷套管内；
所述第一转子尾纤(31)采用硅橡胶固定在前端盖(3)的通孔内，且光纤包层采用聚四氟乙烯材料；所述第一定子尾纤(36)采用硅橡胶固定在后端盖(4)的通孔内，且光纤包层采用聚四氟乙烯材料；所述第二转子尾纤(41)采用硅橡胶固定在第一安装孔(12)内，且光纤包层采用聚四氟乙烯材料；所述第二定子尾纤(44)采用硅橡胶固定在第二安装孔(21)内，且光纤包层采用聚四氟乙烯材料。
10.根据权利要求9所述的空间长寿命双通道光纤旋转连接器，其特征在于：所述定子壳体(1)的外侧设置有安装法兰(11)，所述定子壳体(1)通过安装法兰(11)与外部设备连接。
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