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單通道光纖滑環的原理與介紹

光纖滑環就是在光信號的傳輸過程中，通過旋轉面將光信號從靜止渠道一端不斷傳輸到旋轉渠道一端。一般光纖滑環也是由定子和轉子組成，光信號可以從定子宣布，通過旋轉面抵達轉子處。光纖滑環通過旋轉平面耦合光信號，要求將光信號損失和旋轉變化量降到最低，信號耦合功率是耦合過程中輸出功率與輸入功率的比值，它是衡量性能是否優秀的規范，而信號耦合功率是由光纖滑環中兩根光纖的耦合損耗決定的。要使信號的耦合功率高，就要使光纖的耦合損耗小。

單通道光纖滑環是光纖滑環中體積最小、本錢較低、應用最廣泛、用量最大的器材。開始的連接方式是兩個光纖直接耦合，也是最簡便的方式，是從光纖滑環向光纖滑環晉級的初期的產品。因為光纖芯徑非常小(單模光纖為9um，多模光纖為50um或62.5um),兩根光纖很難對準，需求通過超精密的機械結構來保證。若是單純實現光纖滑環功用，依靠陶瓷插芯和陶瓷套管高精密的公差合作，可以實現軸向精度小于1um，可是因為光纖滑環要求高速旋轉，需求通過加入軸承等機械件，機械結構比光纖滑環復雜許多，因而很難實現光纖旋轉對準。

因為輸出光纖1的光纖芯徑很小，并且從光纖端面射出的光束存在一定的發散角，如果兩根光纖之間存在一定的空隙，則只要很少一部分可以耦合到接納光纖2中,因而，兩根光纖直接耦合時需求非常近的間隔，空隙有必要小于1um。當光纖圍繞軸心3滾動時,因為旋轉會發生一定的徑向跳動,最精密的軸承也會發生3um的徑向跳動，再加上機械件拼裝后的精度誤差會發生更大的徑向跳動，耦合進接納光纖2中的光信號就更少。所以這種方案的光纖旋轉連接器在初期研討時曾被選用，現在一般很少選用這種方案。

為解決光纖之間直接耦合的困難，有必要削減相應機械加工精度,一般在光纖之間加入透鏡來耦合兩光纖間的光信號。常用的透鏡是微透鏡、自聚焦透鏡和光纖束，最常用和最佳的辦法就是選用自聚焦透鏡構成光纖準直器作為耦合器材。光纖準直器是將光纖端面置于準直透鏡焦點處，使由光纖出射的光束經透鏡后得到準直，或將平行光經透鏡聚焦于透鏡的焦點處，使光耦合進光纖，持續傳輸。

自聚焦透鏡將光纖輸出的發散度較大的高斯光束，準直為發散度很小的平行光束。可以使光束之間存在一定的工作間隔，使光束對轉軸的徑向跳動的要求大幅降低。

運用光纖準直器作為耦合器材最大的難題是如何使準直器光軸和機械件旋轉軸重合。因而，有必要選用調試辦法進行安裝，有必要現將準直器通過不斷調試，斷定光束中心與旋轉連接器旋轉中心徹底同心，沒有偏角和偏疼，然后用環氧膠或者激光焊接固定準直器，再將第二準直器與第一個準直器調試到同心，用環氧膠或激光焊接辦法固定。

深圳市大能機電有限公司專注研究光纖/光電滑環技術。經過多年的努力，掌握了光纖旋轉連接的核心技術，光纖滑環技術在國內處于領先地位。推出了許多光纖滑環產品，可為客戶提供光纖連接、光纜傳輸、光電轉換及光纖測試解決方案。