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单通道光纤旋转连接器的研究

近年来,随着光纤通信技术取得了巨大的发展,越来越多的场合使用光纤旋转连接器来传输信号。本文全面阐述了光纤旋转连接器的发展,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。分析了单模单通道光纤旋转连接器的研究目的,介绍了光纤旋转连接器的各种应用。光纤旋转连接器的耦合损耗是由光纤准直器的机械误差失配造成的。分析了单模光纤准直器耦合误差对系统耦合效率的影响,通过研究离轴偏差、角度偏差和轴向偏差三种误差对系统耦合损耗的影响,发现在系统耦合时对角度偏差要求最高,其次是离轴偏差,最后是轴向偏差。本论文的主要工作和创新点:1、提出了使用大模场单模光纤可以降低光纤旋转连接器的耦合精度要求。分析了大模场单模光纤的耦合特性,使用大模场面积单模光纤制作的光纤准直器,可以降低角度误差造成的耦合损耗,大幅降低了光纤旋转连接器的机械精度要求。2、分别分析了TEC光纤、锥形光纤、大模场面积单模光子晶体光纤、大模场面积双包层单模光子晶体光纤、大模场面  (本文共119页) 本文目录 | 阅读全文>>

天津大学
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多路空间互连光旋转连接器的研制

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,计算了三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...  (本文共114页) 本文目录 | 阅读全文>>

天津大学
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光电混合旋转连接器的研制

旋转连接器是两个相对旋转的装置中进行信息传输的必要连接机构,可以传输各种信号和能量。光电混合旋转连接器的出现,既满足原有的较大能量传输的需求,又为大信息流量的视频信号提供更高的传输带宽。因此,在未来的日子里光电混合旋转连接器具有良好的应用前景。本文在实验室已有的单通道光纤旋转连接器的研究基础上,通过与电滑动环组合,设计完成光电混合旋转连接器,实现高速光信号的传输与常规电信号的传递相结合。首先,根据旋转连接器传输信号的来源及特性,本文完成光传输系统的构建,并对其各个光学器件的功能、原理、理论分析及实际应用等相关内容进行了详细的介绍,选择了适合本光电旋转连接器的光电器件。其次,根据电滑动环的结构,改进了实验室原有的单通道光纤旋转连接器结构,在保证光纤旋转连接器性能的基础上,有效地缩小了其体积,完成了与电滑动环的装配;同时,根据光电混合旋转连接器的实际应用场合,设计出两种光传输系统的空间组合的机械结构,使得整个光电混合旋转连接器能够在...  (本文共79页) 本文目录 | 阅读全文>>

安徽大学
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一种新型高速双向光纤旋转连接数据传输链路的设计

在雷达、导航、舰艇等系统中常需要将信号或能量从一个旋转平台传输到另一静止平台。早期,旋转平台间的信号传输与控制采用电滑动环旋转传输电信号来实现。但是随着现代信息控制与处理对信号传输容量和带宽提出了更高的要求,电滑动环不能满足使用要求。因此,以光信号传输为基础,综合电光转换及数据处理的光纤旋转连接传输技术逐渐取代电滑动环的旋转连接技术。随着光通信技术的不断发展,新型光通信器件不断涌现,光纤旋转连接信号传输技术以其具有大传输容量、宽带宽、良好电磁兼容、体积小和重量轻等诸多优点,越来越受到研究重视。在本文中,一种以光纤旋转连接技术为核心,结合光/电信号转换与处理技术的光纤旋转连接高速双向数据传输系统设计方案被提出和实现。系统包括光/电收发模块、线路编码解码模块和双向光纤旋转连接信道三部分。通过对系统的光/电收发模块、双向传输光纤信道及高速数据传输性能的测试与分析,结果表明系统具有2.5Gbps的单路传输速率,低旋转损耗变化和插损,体积...  (本文共70页) 本文目录 | 阅读全文>>

天津大学
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旁轴光纤旋转连接器的研究

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...  (本文共86页) 本文目录 | 阅读全文>>

合肥工业大学
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离轴光纤旋转连接器的研究

近年来,随着光纤技术的迅速发展,光纤旋转连接器已广泛应用于军事国防、工业控制、能源和医疗等领域。但当旋转部件轴心被占用时,一般的光纤旋转连接器均不适用。本文全面阐述了光纤旋转连接器的研究进展,在分析了各种光纤旋转连接器优缺点的基础上,提出了由两个准直器构成、能够离轴旋转连接的离轴光纤旋转连接器并对其进行研究。主要工作包括以下几个方面:1.利用高斯光束耦合理论得出离轴光纤旋转连接器在工作过程中插入损耗与两准直器间的轴向间距、轴向夹角、横向错位和转动时间的理论计算关系式。2.搭建离轴光纤旋转连接器插入损耗的静态与动态实验平台,实验验证离轴光纤旋转连接器工作过程中,插入损耗随影响因素的变化关系。并对转动过程中离轴光纤旋转连接器的耦合信号进行分析,得到提高其占空比的方法。3.利用可调F-P腔滤波技术实现了离轴光纤旋转连接器耦合信号的波长解调,并对解调信号进行峰值检测处理,从而直观地显示出待解调信息的变化过程。4.介绍了光纤光栅对温度、应...  (本文共82页) 本文目录 | 阅读全文>>