光纖滑環(huán)怎么分類？有哪些技術(shù)特性？

根據(jù)不同的技術(shù)結(jié)構(gòu)，光纖滑環(huán)可分為多模和單模、對接型和擴束型、單通路和多通路、同軸旋轉(zhuǎn)和非同軸旋轉(zhuǎn)、有中間光學(xué)組件和無中間光學(xué)組件等大約50多種。


多模光纖滑環(huán)用以完成多模光纖的360°旋轉(zhuǎn)耦合，單模光纖滑環(huán)實現(xiàn)單模光纖間的旋轉(zhuǎn)耦合。跟單模光纖相比，多模光纖傳輸損耗比較大，帶寬也更小一些，因此一般應(yīng)用在較短傳輸距離、較低信號傳輸速率的系統(tǒng)之中。而單模光纖具有低傳輸損耗，大帶寬等特點，當(dāng)其與波分復(fù)用器組合使用后，可使帶寬變得更寬，這兩者的結(jié)合，可使單模光纖滑環(huán)應(yīng)用于超長距離、超大容量的信號旋轉(zhuǎn)傳輸系統(tǒng)之中。

以結(jié)構(gòu)特性來分的話，光纖滑環(huán)可分為對接型和擴束型兩種，對接型即直接用光纖端面進行對接的旋轉(zhuǎn)連接，器件中間無光學(xué)組件；擴束型即在兩光纖之間加入光學(xué)透鏡的擴束旋轉(zhuǎn)連接。由于光纖直徑更大，因此這兩種結(jié)構(gòu)下，多模光纖旋轉(zhuǎn)連接更易實現(xiàn)，技術(shù)也更為成熟。單模光纖的模場直徑不到十微米，數(shù)值孔徑也比多模光纖更小，當(dāng)其應(yīng)用在單模光纖旋轉(zhuǎn)連接器中，對接耦合難度相當(dāng)大。


 光纖滑環(huán)之所以使用壽命長，主要原因之一是因為其轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，光纖斷面不會和定子上的斷面發(fā)生摩擦。而對接型光纖滑環(huán)體積足夠小，定子和轉(zhuǎn)子的光纖斷面間同樣需要保持恰當(dāng)?shù)木嚯x，哪怕是零點幾微米的間隙，也可以確保定子和轉(zhuǎn)子間信息旋轉(zhuǎn)傳輸時的損耗。采用對接型結(jié)構(gòu)的光纖滑環(huán)，定子和轉(zhuǎn)子上光線的斷面間距、橫向錯位度及裝配角度偏差是影響光纖滑環(huán)光耦合效率的幾大主因。這幾個原因中，定子和轉(zhuǎn)子上光線的斷面間距以及橫向錯位度對光纖滑環(huán)光耦合效率的影響是最大的，而裝配或者設(shè)計角度偏差的影響相對較小。


與對接型滑環(huán)結(jié)構(gòu)比較簡單不同，擴束型光纖滑環(huán)在定子和轉(zhuǎn)子斷面之間加入了透鏡，因此結(jié)構(gòu)相對來說更為復(fù)雜，更能考驗廠商的設(shè)計實力和裝配能力。擴束型結(jié)構(gòu)，光纖所傳輸光束必須經(jīng)由透鏡這一裝置，這使得原來的錐形光束變成平行光束，故而軸向間隙對耦合效率的影響幾乎微乎其微。
 

有得必有失，擴束型結(jié)構(gòu)對角度偏差是極不友好的，其對光耦合的影響變得很大。值得注意的是，該結(jié)構(gòu)滑環(huán)所使用的光纖自聚焦透鏡的尺寸、波長等必須與其使用的光纖型號相匹配。影響此結(jié)構(gòu)光纖滑環(huán)光耦合效率的因素依然是那幾樣，包括透鏡組之間的軸向間距、角度偏差以及橫向錯位。


透鏡組把兩光纖斷面間錐形光束連接改變成兩透鏡間平行光束連接，可以使定子和轉(zhuǎn)子光纖之間的距離進一步拉大，這使其在受外界溫度變化影響時，其光耦合損耗幾乎不受影響。再加上該結(jié)構(gòu)滑環(huán)的橫向錯位讓光耦合效率的損失變得更低等特性，使得擴束結(jié)構(gòu)的光纖滑環(huán)插入損耗及其變化都較小。