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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系统计算机之间测试了红外光旋转连接器的性能。在旋转连接器方面有以下创新之处: 1、利用 C-Lens 光纤准直器的特性设计了单通道光纤旋转连接器,实现了低损耗光信号的传输。多模光纤旋转连接器的插入损耗小于 1.71dB,损耗值旋转变化量为 0.29dB,单模光纤旋转连接器的插入损耗小于 1.68dB,旋转变化量为 0.35dB。 2、通过分析红外无线传输卡的特性,提出了双通道红外光旋转连接器的结构形式。在不同操作系统的计算机之间测试了该旋转连接器的性能,发现数据传输速率与发射计算机的操作系统和接收计算机的操作系统有关。在同一操作系统下,Win2000 操作系统下数据传输速率最高,为 1.437Mbps。 3、以 C-Lens 光纤准直器设计的单模光纤旋转连接器为基础,提出了多路空间互连光纤旋转连接器的实现方案,实现了多路光信号通过旋转耦合面。解决了多通道光纤旋转连接器结构复杂、成本高的缺点。以双波长为例验证了多路空间互连光纤旋转连接器的可行性。发现单向光信号传输和双向光信号传输相比,通道的插入损耗和损耗的旋转变化量几乎没有变化。