專(zhuān)利名稱(chēng)：一種發(fā)送和接收旋轉(zhuǎn)光信號(hào)的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無(wú)線(xiàn)光通信的發(fā)送和接收系統(tǒng)，具體涉及一種旋轉(zhuǎn)體和固定體之間的高速光信號(hào)傳輸系統(tǒng)，尤其涉及適用于工業(yè)CT機(jī)和醫(yī)用CT機(jī)中的轉(zhuǎn)動(dòng)體和固定體之間的光信號(hào)傳輸系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在工業(yè)和醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域，一些應(yīng)用設(shè)備及試驗(yàn)儀器需要將旋轉(zhuǎn)體上的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)讲贿\(yùn)動(dòng)的固定體上，如工業(yè)CT機(jī)系統(tǒng)和醫(yī)療CT機(jī)系統(tǒng)中，需要將被檢測(cè)物的大量信息從旋轉(zhuǎn)體上高速傳導(dǎo)到固定體上，用于實(shí)時(shí)立體建模分析使用等，此時(shí)傳統(tǒng)的電刷配合導(dǎo)電環(huán)傳導(dǎo)數(shù)據(jù)的方式，由于其結(jié)構(gòu)物理特性會(huì)產(chǎn)生大量信號(hào)噪聲而無(wú)法承載高速信號(hào)傳輸。另外一種，旋轉(zhuǎn)體與固定體之間采用無(wú)線(xiàn)電容耦合傳導(dǎo)信號(hào)方式，由于耦合電磁場(chǎng)容易受到外界因素干擾以及電磁元器件性能特性限制，也無(wú)法滿(mǎn)足巨大數(shù)據(jù)信號(hào)的高速傳輸功能。為了解決以上問(wèn)題，業(yè)界提出了基于光學(xué)的信號(hào)傳輸系統(tǒng)，如在專(zhuān)利號(hào)為 94195127.8的專(zhuān)利中，公開(kāi)了一種基于光纖的發(fā)送和接收旋轉(zhuǎn)光信號(hào)的數(shù)據(jù)傳輸方式，入射光以大體垂直光導(dǎo)纖維的方向入射到發(fā)熒光的圓形光導(dǎo)纖維上，在入射光線(xiàn)具有足夠能量時(shí)，發(fā)熒光的染料會(huì)產(chǎn)生一種比入射光更大波長(zhǎng)的沿光纖傳導(dǎo)的特性光線(xiàn)，在光纖端該特性光被檢波。該信號(hào)傳輸方式由于引入了中間介質(zhì)，屬于二次激發(fā)后產(chǎn)生信號(hào)，信號(hào)傳輸?shù)目煽啃允艿接绊憽?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種不經(jīng)過(guò)中間媒介轉(zhuǎn)換，入射光從側(cè)面直接進(jìn)入裸光纖進(jìn)行固定體和旋轉(zhuǎn)體之間通信的高可靠數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。本系統(tǒng)的固定體上裝有裸光纖束環(huán)、光準(zhǔn)直鏡、光電光轉(zhuǎn)換器以及通路光纖，旋轉(zhuǎn)體上裝有光發(fā)射器。如圖1所示，入射光線(xiàn)在裸光纖內(nèi)傳輸時(shí)，當(dāng)入射角β大于或等于光纖與空氣的臨界角時(shí)，光線(xiàn)將發(fā)生全反射沿光纖向前傳輸，此時(shí)由光發(fā)射器所發(fā)射的光線(xiàn)照射到裸光纖的入射角為α。如果入射光線(xiàn)的入射角大于或等于α，將發(fā)生進(jìn)入裸光纖的入射光全部沿光纖傳播，本發(fā)明的光通訊方式對(duì)于常規(guī)通信裸光纖側(cè)面入光就是采用這種原理。另外， 如采用特殊裸光纖，如照明側(cè)光光纖等，入射角度可以不受圖示角度α限制。


圖1是本發(fā)明光線(xiàn)入射角度2是本發(fā)明光線(xiàn)側(cè)面斜射通信方式3是圖2的右視4是本發(fā)明光線(xiàn)內(nèi)側(cè)斜射通信方式5是圖4的右視圖
圖6是本發(fā)明光線(xiàn)外側(cè)斜射通信方式7是圖6的右視8本發(fā)明裸光纖束9本發(fā)明分段裸光纖束示意中1.固定體，2.旋轉(zhuǎn)體，3.光發(fā)射器，4.裸光纖束環(huán)，5.光電光轉(zhuǎn)換器，6.光準(zhǔn)直鏡，7.通信光纖
具體實(shí)施例方式本發(fā)明讓入射光線(xiàn)以一定的角度照射到裸光纖束環(huán)上有三種工作方式側(cè)面斜射通信方式、內(nèi)側(cè)斜射通信方式和外側(cè)斜射通信方式。圖2和圖3所示為側(cè)面斜射通信方式，即入射光線(xiàn)與裸光纖束所在平面呈一定角度入射。旋轉(zhuǎn)體2與固定體1同軸心安裝，并進(jìn)行高精密轉(zhuǎn)動(dòng)。固定體1上裝有與其同心的裸光纖束環(huán)4，還接有光電光轉(zhuǎn)換器5、光準(zhǔn)直鏡6和通信光纖7。旋轉(zhuǎn)體2上裝有光發(fā)射器3，光發(fā)射器3從側(cè)面與裸光纖束所在平面呈一定角度照射到裸光纖束上，光線(xiàn)進(jìn)入裸光纖后在光纖內(nèi)向前傳輸?shù)竭_(dá)光電光轉(zhuǎn)換器5，通過(guò)光電光轉(zhuǎn)換生成傳統(tǒng)激光傳輸信號(hào)，經(jīng)光準(zhǔn)直鏡6校準(zhǔn)后進(jìn)入通信光纖7向前傳輸進(jìn)入外接設(shè)備。光準(zhǔn)直鏡6的作用是將由光電光轉(zhuǎn)換器5生成的光進(jìn)行聚焦校準(zhǔn)，并導(dǎo)入常規(guī)通信光纖向前傳輸。另外，為了增加入射光的數(shù)量，在裸光纖表面可以增加増透模。為了提高入射光的利用效率，裸光纖束可以做成多層排式結(jié)構(gòu)如圖8所示，這樣可以使一定照射面積的入射光線(xiàn)均能進(jìn)入裸光纖，另外經(jīng)上層兩裸光纖之間透射的光線(xiàn)可由下層裸光纖導(dǎo)入。這種多層排式結(jié)構(gòu)的裸光纖束也可由特制的帶狀光纖替代。旋轉(zhuǎn)體2 —般由電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，圖中沒(méi)有示出電機(jī)。為防止信號(hào)在裸光纖束接頭處丟失，光發(fā)射器3的數(shù)量可以采用2個(gè)或多個(gè)。在實(shí)際應(yīng)用中，旋轉(zhuǎn)體2上還會(huì)裝有X光探測(cè)裝置以及將探測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)的器件。圖4和圖5所示為內(nèi)側(cè)斜射通信方式，即入射光線(xiàn)與裸光纖束環(huán)在同一個(gè)平面上。 光發(fā)射器3由內(nèi)向外將光線(xiàn)照射在裸光纖束上。圖6和圖7所示為外側(cè)斜射通信方式，入射光線(xiàn)與裸光纖束環(huán)亦在同一個(gè)平面上， 光發(fā)射器3從裸光纖束環(huán)外側(cè)將光線(xiàn)照射在裸光纖束上。以上三種光線(xiàn)入射方式的裸光纖束環(huán)均為整根光纖，這樣由于光發(fā)射器3的動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)所帶來(lái)的信號(hào)多普勒效應(yīng)噪聲，必須通過(guò)軟件處理解決。也可將整根裸光纖束均勻分成數(shù)段安裝以消除信號(hào)的多普勒效應(yīng)噪聲，如圖9，每一段裸光纖束都有獨(dú)立的導(dǎo)出光纖， 這些導(dǎo)出光纖最后匯集到光電光轉(zhuǎn)換器5，同時(shí)要求每段裸光纖束及其導(dǎo)出光纖長(zhǎng)度總和均相等。
權(quán)利要求
1.一種采用無(wú)線(xiàn)激光通信方式實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)體和固定體之間的高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其特征在于，該高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)包括設(shè)置在固定體(1)上的裸光纖束環(huán)G)、光準(zhǔn)直鏡(6)和光電光轉(zhuǎn)換器(5)以及通信光纖(7)；設(shè)置在旋轉(zhuǎn)體( 上的光發(fā)射器(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其中裸光纖束環(huán)(4)可以是常規(guī)通信裸光纖，也可以是特殊光纖，如側(cè)光光纖。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其中光發(fā)射器C3)照射到裸光纖束環(huán) (4)上所成入射角，對(duì)于傳統(tǒng)通信裸光纖滿(mǎn)足折射光線(xiàn)在裸光纖內(nèi)發(fā)生全反射條件；對(duì)于特殊光纖，如側(cè)光光纖等，入射角度為任意。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其中光發(fā)射器C3)照射到裸光纖束環(huán) (4)上可采用側(cè)面斜射通信方式、內(nèi)側(cè)斜射通信方式，也可采用外側(cè)斜射通信方式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其中裸光纖束環(huán)(4)裸光纖的數(shù)量可以為多個(gè)也可以為1個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其中裸光纖束環(huán)(4)可以整束構(gòu)成圓環(huán)也可以分段構(gòu)成圓環(huán)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其中光發(fā)射器⑶的數(shù)量可以為1個(gè)也可以為多個(gè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的裸光纖束，表面可以進(jìn)行光増透模處理。
全文摘要
一種發(fā)送和接收旋轉(zhuǎn)光信號(hào)的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用無(wú)線(xiàn)激光通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)將旋轉(zhuǎn)體上的數(shù)據(jù)高速可靠地傳輸?shù)焦潭w上，適用于工業(yè)CT機(jī)和醫(yī)用CT機(jī)的檢測(cè)系統(tǒng)中。該系統(tǒng)包括設(shè)置在固定體上的裸光纖束環(huán)、光準(zhǔn)直鏡、光電光轉(zhuǎn)換器和設(shè)置在旋轉(zhuǎn)體上的光發(fā)射器。由于本發(fā)明采用無(wú)線(xiàn)激光通信來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速傳輸，滿(mǎn)足了工業(yè)CT機(jī)和醫(yī)用CT機(jī)中大數(shù)據(jù)量傳輸?shù)囊蟆?br> 文檔編號(hào)H04B10/22GK102208950SQ20111006252
公開(kāi)日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2011年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月16日
發(fā)明者李磊 申請(qǐng)人:李磊