隨著光纖使用的范圍越來越廣,滑環(huán)已經(jīng)成為制約光纖發(fā)展的技術(shù)瓶頸,尤其是在醫(yī)療、雷達、無人機等高科技行業(yè),對高性能滑環(huán)的需求越來越普遍。光纖滑環(huán)能夠滿足此領(lǐng)域?qū)鬏斔俾屎褪褂脡勖囊,因此光纖滑環(huán)已經(jīng)在多個行業(yè)中替代了普通的導(dǎo)電滑環(huán)。
光纖滑環(huán)的功能
早期的光纖滑環(huán)是有源的,是在導(dǎo)電滑環(huán)的基礎(chǔ)上改造的,兩端安裝光電轉(zhuǎn)換設(shè)備。光信號在進入滑環(huán)之前被轉(zhuǎn)換成電信號,通過導(dǎo)電滑環(huán)傳輸,然后由另一個設(shè)備再次轉(zhuǎn)換成光信號。此種方式并沒有從根本上解決傳輸速率和使用壽命短的問題。另一種方式是通過光和機械傳輸?shù)姆绞剑Y(jié)合實現(xiàn)光信號的直接連續(xù)傳輸,即無源光纖滑環(huán),其優(yōu)勢更加明顯,并且最終成為光纖滑環(huán)的主流技術(shù)。
光纖滑環(huán)根據(jù)所使用的光纖可分為單模光纖滑環(huán)、多模光纖滑環(huán)和特種光纖滑環(huán)。單模光纖滑環(huán)使用芯徑為9/125μm的光纖。與多模光纖相比,單模光纖滑環(huán)具有更好的傳輸性能。目前主流單纖傳輸速率為10Gb/min,正在升級為40G光網(wǎng)絡(luò)。由于單模光纖的纖芯直徑比多模光纖小得多,生產(chǎn)單模光纖滑環(huán)難度更大,對零件精度要求更高。但是,由于單模光纖傳輸性能更好,單模光纖滑環(huán)的消耗遠大于多模光纖。
多模光纖中使用的光纖有50/125μm和62.5/125μm兩種,由于芯徑大,光學(xué)器件的耦合難度相對較低,可以使用價格較低的LED光源。而且多模光纖容易耦合成更大的光功率。在短距離傳輸中,多模光纖系統(tǒng)具有更多的成本優(yōu)勢。使用OM3多模光纖,最高速率為10Gb/min的信號可以在300米的距離內(nèi)傳輸。
特殊光纖滑環(huán)是由各種非常規(guī)光纖制成的光纖滑環(huán),包括塑料光纖、小直徑光纖和大芯光纖,用于工業(yè)控制、傳感和大功率激光系統(tǒng)。
一般單模光纖滑環(huán)使用的波長主要是1310nm和1550nm,多模光纖滑環(huán)使用的波長主要是850nm和1300nm。此外,還需要一些特殊的波長,如1064、780、650和可見光。
光纖滑環(huán)的優(yōu)點包括:
1.支持單模、多模光纖
2.從單通道到36通道,可以組合電滑環(huán)
3.傳輸高頻信號和高速數(shù)字信號
4.高頻滑環(huán)的最高傳輸速率為40GHz
5.滿足高速串行數(shù)字信號或模擬信號傳輸
6.無接觸、無摩擦、使用壽命長
7.電流和信號混合可以同時傳輸
8.它用于需要傳輸大量數(shù)據(jù)的情況
9.可支持15000米水下作業(yè)
10.抗電磁干擾
可選光纖滑環(huán):
1.單通道還是多通道
2.光纖接頭可選 FC, SC, ST, SMA, or LC (PC and APC)
3.深水型
4.高速型
4.光電組合型