基于磁光开关时分复用的四通道光纤旋转连接器
武汉理工大学魏莉,吴宇昌,位燕辉针对高速旋转设备分布式测量需求,设计了一种单通道光纤旋转连接器(FROJ),并进行了性能测试。以此单通道FROJ 为基础,采用一飞通讯M1×4磁光开关,通过时分复用方式设计了四通道FROJ,在静态和动态条件下分别测试了其插入损耗。实验结果表明:该四通道FROJ 的插入损耗小于4.5 dB,旋转变化量小于2 dB,在转速不超过600 r/min 时可以实现光信号的可靠传输。
2 四通道 FORJ 设计
四通道FORJ由4个单通道FORJ(1个单通道FORJ只包含定子、转子部分)1 个磁光开关、1 个叶片、1 个电动机、1 个控制系统组成,其通过磁光开关的四通道切换功能和单通道 FORJ 在相对旋转设备之间的光信号传输功能完成光信号的四通道传输。 四通道FORJ 原理框图整体结构分别如图5、图6所示
图5 四通道FROJ 原理框图
图6 四通道FORJ 控制系统内部结构
2.1 磁光开关的基本工作原理
磁光开关一种是基于法拉第磁光效应的光开关,通过外加磁场的变化来改变磁光晶体对入射偏振光偏振面的作用,从而达到光路切换的效果。与传统的机械光开关相比,磁光开关优势明显,其具有偏振灵敏度低无运动件、插入损耗小、响应速度快、集成化程度高、串扰小、体积小等优点,切换速度达到了μs级。
为了实现光信号在4个通道之间高速切换,本文根据时分复用技术的特点,选用具有4个通道的M1×4磁光开关,通过各个光纤光栅反射信号的延时来区分各个光纤光栅传感器的位置,从而实现四通道的性能。M1×4磁光开关实物图如图7所示。
图7 M1×4 磁光开关实物图
本文来源:魏莉,吴宇昌,位燕辉. 基于时分复用的四通道光纤旋转连接器设计与性能测试[J]. 光通信技术,2023,47(2):64-67.
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