贾大功[1]2004年在《多路空间互连光旋转连接器的研制》文中研究表明论文全面阐述旋转连接器的发展,指出了单通道光纤旋转连接器和多通道光纤旋转连接器的优缺点。分析了多路旋转连接器的研制意义。 深入研究了光纤准直器耦合时装配误差对系统耦合效率的影响。通过分析离轴偏差、角度偏差和轴向偏差对系统损耗的影响,计算了叁种因素单独存在时的系统耦合损耗。发现在影响因素中系统耦合损耗对角度偏差最敏感,其次是离轴偏差,最后是轴向偏差。在上述理论分析基础上,利用单模和多模光纤准直器设计了单通道光纤旋转连接器,测试了单通道旋转连接器的插入损耗和损耗的旋转变化量。 在高速光信号传输方面,在设计好的单通道单模光纤旋转连接器基础上,应用波分复用(WDM)技术构建多路空间互连光纤旋转连接器。该光纤旋转连接器可实现光信号双向传输。测试该光纤旋转连接器不同通道的插入损耗、损耗的旋转变化量和相邻通道的隔离度。在低速光信号传输方面,通过对红外无线传输技术的分析,应用红外无线传输技术研制双通道光旋转连接器。在同一操作系统计算机之间和不同操作系统计算机之间测试了红外光旋转连接器的性能。在旋转连接器方面有以下创新之处: 1、利用 C-Lens 光纤准直器的特性设计了单通道光纤旋转连接器,实现了低损耗光信号的传输。多模光纤旋转连接器的插入损耗小于 1.71dB,损耗值旋转变化量为 0.29dB,单模光纤旋转连接器的插入损耗小于 1.68dB,旋转变化量为 0.35dB。 2、通过分析红外无线传输卡的特性,提出了双通道红外光旋转连接器的结构形式。在不同操作系统的计算机之间测试了该旋转连接器的性能,发现数据传输速率与发射计算机的操作系统和接收计算机的操作系统有关。在同一操作系统下,Win2000 操作系统下数据传输速率最高,为 1.437Mbps。 3、以 C-Lens 光纤准直器设计的单模光纤旋转连接器为基础,提出了多路空间互连光纤旋转连接器的实现方案,实现了多路光信号通过旋转耦合面。解决了多通道光纤旋转连接器结构复杂、成本高的缺点。以双波长为例验证了多路空间互连光纤旋转连接器的可行性。发现单向光信号传输和双向光信号传输相比,通道的插入损耗和损耗的旋转变化量几乎没有变化。
张尹馨[2]2004年在《有源光旋转连接器的研究》文中认为光旋转连接是一门跨学科的技术，它把光传输、电子电路、精密机械设计等技术领域的研究有机的结合起来，形成了一种能完成机械结构相对转动，光信号旋转耦合的复合技术。它具有光信号动态传输，防电磁干扰、小型易用等突出优点，在军事和民用领域有着不可替代的重要意义。本文为弥补传统的光旋转连接系统在机械精度要求高、结构复杂、成本高等方面的局限，提出了红外空间互连旋转连接器和采用自聚焦透镜的光电混合光纤旋转连接器两种设计方案，它们都具有机械结构简单，光信号耦合容易实现等特点。对这两种系统的设计方案和系统优化方法的探索，在现有技术的综合应用，以及开发新型光旋转连接器并推广使用方面具有开拓性意义。本文的主要工作：1. 提出将红外无线数据传输技术引入旋转连接器的设计思想，并根据旋转连接器的基本设计要求，及其与红外无线传输技术相结合的具体要求，完成了红外空间互连旋转连接器的整体设计方案。2. 设计了红外空间互连旋转连接器的电路。从微机接口、通信控制和红外收发叁个层次讨论了电路的实现方法，并完成了信号调制与解调的时序仿真。采用多种新型器件和功能模块，设计了具有功能齐全，体积小等特点的电路硬件。3. 通过实验检验了红外空间互连旋转连接器的适应性。在不同主机操作系统下，对红外空间互连旋转连接器的传输性能进行分析与评估，测试了系统的通信速率、传输稳定性和可靠性等重要指标，并总结了红外空间互连旋转连接器的传输特点。4. 优化设计了旋转连接器中的红外光链路。分析了 IrDA 协议规定的红外无线信道的特性，从改善红外互连旋转连接器光链路，优化系统的角度设计了准直光学系统，用其减小红外光发散角，从而提高旋转连接器的传输性能。5. 设计了采用自聚焦透镜的光电混合光纤旋转连接器。该系统综合了有源及无源光纤旋转连接器的系统结构，转动部分用自聚焦透镜准直光信号，固定接收部分用光电和电光变换电路，从而完成光信号的旋转连接。文中根据系统性能要求，完成了系统整体结构和各组成部分的设计，并模拟和计算了系统的耦合效率，从理论上分析了该光电混合光纤旋转连接器传输光信号的有效性。 I
胡百泉[3]2010年在《旁轴光纤旋转连接器的研究》文中研究说明本文提出一种新的旁轴光纤旋转连接器。该连接器包括输入端、环形基体和输出端。输入端包括光纤准直器和偏转光栅,可实现平行光束的偏转。环形基体的中心为空心体,采用平面-锥面组合式结构,可以控制光束沿圆周方向传输,平面与锥面镀有增反膜,具有高的传输效率;在基体下表面设置输出窗口。光束在基体内传播时,在输出窗口处出射。输出端包括光束偏转元件、望远镜系统以及光纤准直器。光束偏转元件将沿圆周分布的光束偏转到平行于机械旋转轴的方向,望远镜系统缩小光束口径,并且保持光束的平行,光纤准直器为接收元件。使用FRED光学软件模拟了光束在连接器内旋转耦合,仿真结果表明连接器可以实现光信号的动态输入、固定位置输出,信号的传输效率不低于10%。本文主要工作:1.提出基体的锥面-平面组合式模型,计算了旁轴情况下光束在基体内的传输方式,并给出基体参数的约束条件;阐述了光束偏转元件、输出窗口选取的原则以及窗口分隔的思想;计算了透镜与棱镜的参数;计算了单基体实现多通道传输的条件;2.分析了辐射型闪耀光栅的光束偏转原理,并计算其透过率函数,公式表明,当辐射型光栅的角度较小时,可以采用常规的闪耀光栅代替;同时计算了常规线性光栅偏转光束的偏差;3.提出了单通道连接器、多通道双向传输连接器光学结构的方案,并给出叁种光束输出方法;4.模拟了双光栅方案和光栅-棱镜组合方案的连接器结构,测试了光束的传播路线、倾斜角度,证明了光束可以在环形基体内动态输入、固定区域输出。模拟了连接器受光源偏差的影响,表明连接器对入射角和径向位移的变化敏感;模拟了单基体实现多通道传输的情形,证明了理论的正确性。
参考文献：
[1]. 多路空间互连光旋转连接器的研制[D]. 贾大功. 天津大学. 2004
[2]. 有源光旋转连接器的研究[D]. 张尹馨. 天津大学. 2004
[3]. 旁轴光纤旋转连接器的研究[D]. 胡百泉. 天津大学. 2010