单通道光纤滑环的原理与介绍

光纤滑环就是在光信号的传输过程中，通过旋转面将光信号从静止渠道一端不断传输到旋转渠道一端。一般光纤滑环也是由定子和转子组成，光信号可以从定子宣布，通过旋转面抵达转子处。光纤滑环通过旋转平面耦合光信号，要求将光信号损失和旋转变化量降到最低，信号耦合功率是耦合过程中输出功率与输入功率的比值，它是衡量性能是否优秀的规范，而信号耦合功率是由光纤滑环中两根光纤的耦合损耗决定的。要使信号的耦合功率高，就要使光纤的耦合损耗小。

单通道光纤滑环是光纤滑环中体积最小、本钱较低、应用最广泛、用量最大的器材。开始的连接方式是两个光纤直接耦合，也是最简便的方式，是从光纤滑环向光纤滑环晋级的初期的产品。因为光纤芯径非常小(单模光纤为9um，多模光纤为50um或62.5um),两根光纤很难对准，需求通过超精密的机械结构来保证。若是单纯实现光纤滑环功用，依靠陶瓷插芯和陶瓷套管高精密的公差合作，可以实现轴向精度小于1um，可是因为光纤滑环要求高速旋转，需求通过加入轴承等机械件，机械结构比光纤滑环复杂许多，因而很难实现光纤旋转对准。

因为输出光纤1的光纤芯径很小，并且从光纤端面射出的光束存在一定的发散角，如果两根光纤之间存在一定的空隙，则只要很少一部分可以耦合到接纳光纤2中,因而，两根光纤直接耦合时需求非常近的间隔，空隙有必要小于1um。当光纤围绕轴心3滚动时,因为旋转会发生一定的径向跳动,最精密的轴承也会发生3um的径向跳动，再加上机械件拼装后的精度误差会发生更大的径向跳动，耦合进接纳光纤2中的光信号就更少。所以这种方案的光纤旋转连接器在初期研讨时曾被选用，现在一般很少选用这种方案。

为解决光纤之间直接耦合的困难，有必要削减相应机械加工精度,一般在光纤之间加入透镜来耦合两光纤间的光信号。常用的透镜是微透镜、自聚焦透镜和光纤束，最常用和最佳的办法就是选用自聚焦透镜构成光纤准直器作为耦合器材。光纤准直器是将光纤端面置于准直透镜焦点处，使由光纤出射的光束经透镜后得到准直，或将平行光经透镜聚焦于透镜的焦点处，使光耦合进光纤，持续传输。

自聚焦透镜将光纤输出的发散度较大的高斯光束，准直为发散度很小的平行光束。可以使光束之间存在一定的工作间隔，使光束对转轴的径向跳动的要求大幅降低。

运用光纤准直器作为耦合器材最大的难题是如何使准直器光轴和机械件旋转轴重合。因而，有必要选用调试办法进行安装，有必要现将准直器通过不断调试，断定光束中心与旋转连接器旋转中心彻底同心，没有偏角和偏疼，然后用环氧胶或者激光焊接固定准直器，再将第二准直器与第一个准直器调试到同心，用环氧胶或激光焊接办法固定。

深圳市大能机电有限公司专注研究光纤/光电滑环技术。经过多年的努力，掌握了光纤旋转连接的核心技术，光纤滑环技术在国内处于领先地位。推出了许多光纤滑环产品，可为客户提供光纤连接、光缆传输、光电转换及光纤测试解决方案。