大内径离轴光纤旋转连接器的设计与实现

为了实现旋转系统之间的光信号耦合,设计了一种新型的大内径离轴光纤旋转连接器.将光纤准直器和红外直角棱镜按照一定的规则排布在法兰盘上,使光信号能在较大离轴偏移量下保持持续传输状态.分析了影响离轴光信号传输耦合效率的主要因素,通过优化热扩芯光纤(TECF)准直器和红外直角棱镜进一步减小了离轴光纤旋转连接器的耦合损耗.研制的离轴光纤旋转连接器法兰盘内径为60 mm,内外法兰盘上的TECF准直器分别为16和17个,并行光收发器实现串行光信号的收发.实验结果表明,本文的离轴光纤旋转连接器在60RPM的转速和1.25Gbit/s的光信号传输速率下最大插入损耗为21.73 dB,可以满足旋转系统之间稳定传输光信号的要求.