[实用新型]对称光学结构的双光信道旋转连接装置

说明书

本实用新型涉及一种对称光学结构的双光信道旋转连接装置。它属于光信道上的旋转连接装置的改进。

光纤的特性如宽带宽、抗干扰、低损耗、重量轻、体积小等使其在越来越多的应用中成为理想的信号载体。在许多以光纤作为媒介的信息传输线路中，常常在线路的某个中间环节需要旋转耦合连接，如雷达天线和它的车载信号处理系统之间，海底机器人与其控制船只之间的连接线路等中间都要求设有转动的连接装置，这种连接装置不但要保证连接器两端所连接两部分信道始终是相通的，且两端信道的对应关系不能改变。

在两个相对转动的光信道之间传递光信号，如果只是用于单信道传输，可以采用旋转轴与传输光信号的光轴相重合的方法来实现，但两个和两个以上的多个信道的传输，就不能把多个信道同时直接放在耦合连接器的转轴上，因而需要采用一定的光学方法实现连接器两端绕转轴相对旋转时，始终保持光信道之间的对应关系。

目前在国际上，双光信道回旋连接器的实现方法可以分为四类，一类如专利文献“USPATENT 5588077 Dec.24,1996 Shane H.Woodside,et al.”所报道，它的结构问题，是有一路信道的部分信号会进入到另一路信道中；第二类如专利文献“US PATENT 4519670 May 28,1985 Georg Spineer,et al.”所报道，它的结构问题，是对应透镜短焦距的信道的端口会对长焦距的信道局部遮光；第三类如专利文献“US PATENT 5371814 Dec.6,1994 Gregory H.Ames,et al.”所报道，它的结构问题，是机械元件和传动齿轮的加工精度及安装精度均要求很高，较难以实现：第四类如专利文献“US PATENT 4725116 Feb.12,1988 William W.Spencer,et al.”所报道，它的结构问题，是各部件加工与装配复杂，制作成本高。

本实用新型的目的，在于提供一种对称光学结构的双光信道旋转连接装置。该装置结构紧凑，制作成本低，实现了光信道的输入端和输出端之间完全空间互连的目的。

为达到上述目的，本实用新型是通过下述技术方案加以实现的。它的结构主要包括有：外套筒，在外套筒内一端设有固定镜架，另一端设置由轴承支承的旋转镜架，并在该端外套筒上设有连接法兰，在两镜架外壳上设有信道输入、输出光纤连接口，其特征在于：在两镜架内的中心轴线分别设有光学参数完全相同，光学结构对称的透镜组，在透镜组外侧设有2个准直自聚焦透镜。

上述的每个透镜组是由一个居外侧较大直径的平凸透镜和一个居内侧较小直径的平凹透镜，并且两个透镜胶合在一起组成。

上述两镜架中自聚焦透镜，一对光轴与透镜组光轴同轴，另一对光轴与透镜组的光轴平行距离相等。

下面结合附图对本实用新型加以进一步说明。

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型光学系统原理图。

图中1为轴承，2为法兰，3为旋转镜架，4为旋转镜架上信道输出光纤连接口，5为旋转镜架上信道输入光纤连接口，6为旋转镜架中轴上的自聚焦透镜，7为旋转镜架中轴外的自聚焦透镜，8为外套筒，9为旋转镜架中平凸透镜，10为旋转镜架中平凹透镜，11为固定镜架，12为固定镜架中平凹透镜，13为固定镜架中平凸透镜，14为固定镜架中轴外自聚焦透镜，15为固定镜架中轴上自聚焦透镜，16为固定镜架上输入信道光纤连接口，17为固定镜架上输出信道光纤连接口。

对附图加以分析，不难看出本实用新型实现双光信道旋转连接的过程是：固定镜架与旋转镜架上的信道输入、输出光纤连接口与外界光纤连通后，从光纤5和16出射的光束经过自聚焦透镜7和14准直之后，从7出射的光进入平凸透镜9、平凹透镜12和平凸透镜13，从14出射的光进入平凸透镜13、平凹透镜10和平凸透镜9上，在它们的作用下，两束光分别入射到自聚焦透镜15和6中并输入光纤17和4中。由于球面透镜的轴对称性，光学系统的两个对称部分可以绕光轴任意旋转，而能够始终保持两个信道的连接。图2中的虚线表示绕光轴旋转180°后双信道连接状态。

本实用新型同现有的双信道旋转连接器相比，其特点在于结构简单，制造容易，生产成本低，性能优越。