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60mm, 内外法兰盘上的TECF准直器分别为16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。     

基于透镜组的新型双通道光纤旋转连接器

针对现有双通道光纤旋转连接器(FORJ)所存在的问 题,提出了一种基于透镜组合系统的 新型双通道FORJ。其中心通道由两光纤准直器直接对准耦合而成,旁轴通道通过透镜组的圆 对称性实现旁轴通道光信号的连续 传输。旁轴通道是这种FORJ设计的关键,利用几何光学定律,通过光线追击法计算了 旁轴通道在准直器和大 芯径光纤分别作接收器下FORJ的光路图。最后测试了双通道FORJ的性能参数,实验结果表明 ,所提出的FORJ中心通道最大插入损耗为1.84dB,旋转变化量小于 0.59dB,回波损耗大于40dB;旁轴通道最大 插入损耗为2.40dB,旋转变化量小于0.76dB ,回波损耗大于45dB,完全可以满足双通道器件性能要求。     

自聚焦透镜装配误差对光信号耦合效率的影响

旋转连接器内信号传输过程中,自聚焦透镜装配误差将引起信号传输系统额外耦合损耗。通过自聚焦透镜和光电探测器耦合系统,研究、测试了自聚焦透镜装配引起的轴向距离、角度偏差和离轴偏差对信号传输系统耦合效率的影响。试验结果表明,为了保证自聚焦透镜与光电探测器之间的耦合效率达90%以上,轴向距离应控制在0～15mm内,离轴偏差应在±0.5mm,角度偏差在-2°～+2°。     

光纤旋转连接器的发展及其军事应用

光纤旋转连接器是一种广泛应用于军事国防、工业等领域的关键器件.光纤旋转连接器的功能为将光信号从旋转平台传输到静止平台.介绍了光纤旋转连接器的具体用途,描述了单通道光纤旋转连接器和多通道旋转连接器的工作原理和具体制作方法.介绍了国外光纤旋转连接器的发展动态和技术指标.制作了插入损耗小于2dB的单模单通道光纤旋转连接器.进...     

光电混装连接器

光电混装连接器是中航光电科技股份有限公司一种连接光电缆混合线路信号的连接器，它在传输光信号的同时又能传输电信号，使线路的连接变得更为方便和可靠，他在运行光、电信号传输时具有可靠的电、磁连续性，具有防电磁干扰屏蔽功能，在传输电信号的同时还可以代替电缆用于点对点的光纤数据传输，可用于高速网络和计算机的互连、飞行和发动机的控制、燃料注入和着陆系统。     

多通道宽带光纤旋转连接器的实验研究

针对光纤旋转连接器在轴向旋转光通信系统中的应用和技术特点,研制了一种基于Dove棱镜和光纤准直器的空分复用多通道宽带光纤旋转连接器。通过分析光信号在多通道宽带光纤旋转连接器中的光路和光程,得出了850、1 310和1 550nm 3波长光路传输时的出射偏移量,并据此设计Dove棱镜的几何尺寸和光纤准直器收发光路,使其达到宽带耦合最佳位置。实验结果表明,经由多通道宽带光纤旋转连接器传输的850~1550nm波长信号最大插入损耗为4.7dB,回波损耗为43.78dB。光纤旋转连接器在-40~70℃时的插入损耗最大变化值为2.0dB。将光纤旋转连接器接入传输速率为1.32Gbit/s的数字视频复用系统中,数字信号的丢帧率为0,以太网和视频指标均满足实际信号传输要求。     

全光纤自混合散斑干涉可行性研究

为了证明光纤传光、光纤自聚焦透镜收集反馈光进行自混合散斑干涉的可行性,建立了自聚焦透镜收集效率的理论模型,重点研究了光纤自聚焦透镜的收集效率随其半径和工作距离的变化关系;从理论上证明了采用光纤传光、光纤自聚焦透镜收集反馈光进行自混合散斑干涉的可行性;最后搭建了实验装置,并进行了实验研究。结果表明,该装置可以获得较好的自混合散斑干涉信号;可以解决自由空间自混合散斑干涉测速系统工具距离短、易受环境干扰等问题。     

基于全光纤自混合干涉技术的微振动测量研究

为了解决自由空间自混合干涉测量系统工作距离短、易受环境干扰等不足,采用全光纤传光、光纤自聚焦透镜收集反馈光,设计了一套全光纤自混合干涉测量系统;建立了反射面为镜面时自聚焦透镜收集效率的理论模型,在理论上论证了全光纤自混合干涉测量系统的可行性;最后搭建了全光纤自混合干涉测量系统,并以铝膜作为反射面,进行了微振动实验研究.结果表明,该系统能获得较好的实验信号,可以解决自由空间自混合干涉测量系统工作距离短、易受环境干扰等问题.     

基于ZEMAX单模大光束光纤准直透镜信号耦合分析

针对光纤连接器核心部件之一光纤准直透镜信号精密耦合问题,采用双合透镜设计了一种单模大光束光纤连接器.通过分析双合透镜特性、光纤准直器阵列中的多光学器件耦合机理和准直透镜间的3种耦合偏差引起的传输损耗,推导出该耦合系统的传输损耗公式.基于MATLAB分析得到:角向失配对准直器的耦合损耗影响最大,轴向失配影响最小.利用光学仿真软件ZEMAX在序列和混合模式下对连接器进行模拟,用Origin绘制出不同失配情况下信号耦合效率曲线,结果表明单模光纤芯径为12 μm时,耦合效率达到92.42％.最后通过光学平台搭建实验系统,验证了仿真结果的准确性.     

用于超快诊断的3GHz模拟光纤传输系统

为了在复杂电磁环境下远距离传输超快脉冲电信号,采用电光转换法将超快脉冲电信号转化为光信号,光信号经数公里光纤传输,在光纤末端采用光电转换法恢复超快脉冲电信号,成功研制了宽频带模拟光纤传输系统.系统的性能指标频带宽度为(0.0003～3)GHz,带内平坦度为±1dB,线性动态范围为40dB(100倍),输出噪声峰峰值小于...     

Design of a multi-channel free space optical interconnec-tion component

A multi-channel free space optical interconnection component, fiber optic rotary joint, was designed using a Dove prism.When the Dove prism is rotated an angle of α around the longitudinal axis, the image rotates an angle of 2α. The opticalinterconnection component consists of the signal transmission system, Dove prim and driving mechanism. The planetarygears are used to achieve the speed ratio of 2:1 between the total optical interconnection component and the Dove prism.The C-lenses are employed to couple different optical signals in the signal transmission system. The coupling loss betweenthe receiving fiber of stationary part and the transmitting fiber of rotary part is measured.     

Design of a multi-channel free space optical interconnection component

A multi-channel free space optical interconnection component, fiber optic rotary joint, was designed using a Dove prism. When the Dove prism is rotated an angle of at around the longitudinal axis, the image rotates an angle of 2 at. The optical interconnection component consists of the signal transmission system, Dove prim and driving mechanism. The planetary gears are used to achieve the speed ratio of 2：l between the total optical interconnection component and the Dove prism. The Clenses are employed to couple different optical signals in the signal transmission system. The coupling loss between the receiving fiber of stationary part and the transmitting fiber of rotary part is measured.     

一种基于光子晶体光纤的光纤旋转连接器设计

光纤旋转连接器因其具有传输带宽大、电磁兼容良好、体积小、寿命长等优点,有逐渐取代传统电滑环进行相对旋转平台间信息传输的趋势.提出一种利用大模场光子晶体光纤直接耦合的新型光纤旋转连接器的设计方案,耦合理论分析表明其不仅满足低插入损耗,而且具有结构简单、体积小、加工和装配精度要求相对较低等优点.大模场光子晶体光纤的无截止波长单模传输和低非线性传输特性使它能更有效地与WDM技术相结合提高传输容量,具有更广阔的应用.     

输入信号消光比对光纤环形腔实现光信号复制的影响

首次从理论上推导利用光纤环形腔实现信号复制时输入信号消光比对环形腔输出信号消光比影响的定量关系,并在实验上观察到光信号中连续光基座引起复制信号消光比恶化的现象.实验测得了输入信号消光比对输出信号恶化程度的定量关系,与理论结果相符.通过减小连续光基座,实现了光纤环形腔对光信号的多次复制.利用掺铒光纤放大器(EDFA) 对环形腔进行功率补偿,及半导体光放大器(SOA)对输出信号进行功率均衡,实现了半功率复制10次以上.     

基于热扩芯光纤的光纤准直器特性研究

为了提高光纤和光器件之间的耦合效率,设计了由热扩芯光纤和自聚焦透镜构成的新型热扩芯光纤准直器。理论上分析了热扩芯光纤准直器的基本结构参数与光学特性的关系以及由3种失配导致的耦合插入损耗。研究发现,热扩芯光纤准直器的耦合特性与自聚焦透镜的参数有关,热扩芯光纤准直器在轴向间距和角度偏差上的耦合失配容限明显优于普通光纤准直器,横向位移损耗则高于普通光纤准直器。采用模场半径为15.4μm的热扩芯光纤与自聚焦常数为0.295mm-1的自聚焦透镜制备了热扩芯光纤准直器,并对热扩芯光纤准直器因3种失配导致的耦合插入损耗进行了理论和实验比较,结果表明实验数据与理论吻合较好,说明所设计的热扩芯光纤准直器可用于长距离光耦合和旋转连接器件。     

光开关在分布式光纤温度传感系统的应用研究

分析了决定分布式光纤温度传感器系统传感距离的因素,提出了使用光开关扩展系统的传感长度。设计了多模1×2棱镜光开关的单片机驱动接口,计算机软件通过RS232串行接口发出指令控制光开关的切换。测试结果表明,嵌入了1×2光开关可使系统传感光纤长度延伸为原来的2倍。     

16×16光开关微镜阵列

设计、制造和测试了一种实现16×16 MEMS光开关的高反射率、大角度静电扭转制动型微镜阵列.该阵列的微镜可进行90扭转并保持稳定的扭转状态以对入射光进行导向.针对微镜的扭转驱动特性,提出了相应的机电模型.通过单片集成光纤槽,实现了光纤.微镜.光纤的无源对准.测试结果表明,微镜反射率为93.1%～96.3%,最低插入损耗为2.1dB,另外,在经过15min的5～90Hz,3mm振幅的振动测试后,光开关的插入损耗的改变值仅为±0.01dB.     

入射角度对光器件特性的影响

文中对光信号的入射角度与光器件特性进行了研究。通过实验与理论相结合的方法对波长1550nm传输速率为2．5Gbls的光信号分别以不同入射角度进入型号G652长度为1000KM单模光纤的FA端面所引起的色散以及回波损耗进行了探讨。通过改变激光的入射角度,在输出端得到光信号的总色散系数,同时在输入端得到光信号的回损值。结果表N8度角入射时,光信号在G652单模光纤制作的光纤阵列传输时总色散系数能达到最小,回波损耗值能达到最大,为光通信研究,尤其是大规模推广FTTH光纤到户工程应用起到了重要作用。在光器件研发业务、PLC光器件研磨生产业务以及AWG,DWDM—PON光器件的测试业务等方面奠定了结实的理论基础,对光纤传输、光器件的发展有着积极的促进作用。     

光载毫米波在光纤中传输色散性能研究

提出了并理论分析了一种采用单电极Mach–Zehnder调制器(SD-MZM)产生光载毫米波的方案。采用电混频器将射频信号与基带数字信号混频后再利用单电极调制器产生双边带调制信号并发送至光纤,在基站使用一个交叉复用器(IL)将双边带信号的中心载波与一阶边带信号进行分离,中心载波可用于上行链路的光载波,而一阶边带产生光载毫米波;理论分析了该毫米波的色散特性并在仿真平台上验证了其正确性,研究发现由于光纤色散引起两个一阶边带的延时不同, 从而导致毫米波能量的损失和解调信号的码间干扰,限制了毫米波的最大传输距离。