三千米连接突破光纤滑环价格过高的技术壁垒
三千米连接突破光纤滑环价格过高的技术壁垒
导电滑环无法满足高端的信息技术发展需求
随着科技的发展、对高速信号传输要求越来越高，如我们家用网络从以前2M、4M、10M网线传输变成光纤传输百兆、千兆、万兆；又例如我们天天使用的手机像素由以前30万、50万到200万、500万再到现在的2000万甚至上亿像素；人们对生活品质追求越来越高，工业智能化制造同样不甘落后，传统的导电滑环已越来越不能满足高速信号传输的需求。
传统的导电滑环高速信号传输缺陷：
1、结构限制了传统导电滑环传输速率的上限；
2、安防球机用的帽式滑环单刷丝触点网络传输稳定性较差；
3、信号容易受干扰，抗电磁干扰能力差；
4、环路多、尺寸大；
5、传统的导电滑环靠金属接触摩擦，寿命有局限性；
由于导电滑环高速信号传输受自身的技术缺陷限制，已满足不了信息技术的行业发展需求，于是就有了光纤滑环，光纤滑环弥补了传统的导电滑环高速信号传输技术无法实现的万兆、百万兆、千万兆甚至更高的专业市场领域。
传统光纤滑环市场应用的利弊
光纤滑环市场应用领域：
1、光纤滑环在安防高速球机中的应用；
2、光纤滑环在光电吊舱中的应用；
3、光纤滑环在深海探测收揽设备中的应用；
4、光纤滑环在机器人中的应用；
5、光纤滑环在检测设备中的应用；
6、光纤滑环在OCT、飞行模拟器中的应用；
7、光纤滑环在风能、直升机中的应用；
......等等。
光纤滑环市场应用领域非常多、非常广泛，又弥补了导电滑环的缺陷。那为什么目前市场用量并不多呢？其实这是因为光纤滑环价格太高造成的，目前市场单路光纤滑环价格在2000元以上，让很多项目都被光纤滑环价格望而止步。就拿具有上千亿市场的安防监控产品来说，一款高端监控球机价格也就在万元左右，滑环的作用再重要，生产商也无法承受如此大的价格占比。
光纤滑环价格居高不下的原因分析
技术难度大和制造成本高是影响光纤滑环价格过高的两大主要原因。
光纤滑环按光的连接技术可分为准直（非接触式自由空间轴对准）和耦合（使用耦合剂）两种技术结构，两者各有优劣，早期使用耦合剂连接的光耦合效率较低于准直式连接，现在两种技术的光耦合效率已比较接近。十年前，欧美的专业公司及研究所实现了光纤耦合效率在75-80%，国内则在75%以下。随着技术发展，目前单模光纤的光耦合效率已提升到86%，多模光纤的光耦合效率达到了92%，国内外的差距不大。也就是说，光耦合效率在十多年来提升了不到10%。
决定光纤的光耦合效率高低的因素多且复杂，包括了光源、材料、设计、技术原理、制造工艺等等，每一项都可是一门专业学科。因此，在这借助其中一个简化的形象来介绍（需了解更多更专业的，可关注三千米连接滑环公众号），以便于大家更好地理解。光纤纤芯的端面直径只有5-9μm（堪比头发丝般的粗细），要确保光信号从这样一根光纤的端面发出后，沿着轴心，以既定的入射角度，照射到另一根光纤纤芯端面上，其精准度及操作难度可想而知。而且，相对于耦合光斑来说，光纤端面接受面积太小，以至于稍微的位置偏移或入射角度的变化都会引起耦合效率的急速下降。
更何况，相干性再好的光束准直后，它的外径并非一组平衡直线，在实际过程中都会汇聚形成一段束腰（即最小光束直径，Beam Waist Diameter），然后再以相同速度发散，达到某一点后发散速度加快。如下图所示：
要使光纤耦合效率达到最高，入射光必须是轴向传播的高斯光束，而且束腰位于光纤端面、束腰直径等于纤芯接受光面直径（MFD）。
由于光纤滑环工作时，是处于以每分钟几百乃至几千转的速度360°无限制旋转的状态，要在高速旋转的过程中仍然确保光传输的稳定性与可靠性，即插损波动值确保在0.5db以内，数据传输不出现闪断、不丢包等，其技术要求早已超出人类的想像力。
传统光纤滑环的生产制造过程中，难点在于光纤的光轴中心与旋转轴的几何中心须高度重合，两端准直器的光轴中心须高度平行，需要大量的微米级精密工装配合。装配效果极容易受人的因素影响，要求生产人员技术纯熟，具备十分丰富的生产经验，一个熟练的技术人员拧螺丝时能够做到小于0.001圈的微调。即使这样，仅仅一个光纤滑环的准直校准工段，还得花费5-20分钟时间。传统光纤滑环的生产效率低下，产品良率不高，正是导致光纤滑环的制造成本过高的最大原因。
突破传统光纤滑环价格过高的技术壁垒
光纤滑环的高价技术壁垒长期存在，是源于国外厂家乐于收割自己所建立的高价技术壁垒，国内厂家沿袭了模仿设计的做法，缺乏创新动力。为打破传统光纤滑环的高价技术壁垒，开辟光纤滑环更为广阔的市场领域，拥有近20年光通讯、激光技术应用经验优势的三千米连接在2020年成立了专门的研发攻关组，在长达1年多坚持不懈的努力，经过反复设计、验证、推翻、总结，终于在2021年成功研发出一种新型的光纤滑环系列，打破了光纤滑环高价的技术壁垒。
这款创新的光纤滑环采用自主研发的专利光学结构，除了保持了小巧、轻便、稳定、长寿命（2-4亿转、免维护）的基本特点外，它最大的优势就是快，从而极大地降低了制造成本：
● 手动1秒完成光轴对准；
● 生产过程无需精密工装夹具；
● 生产人员无专业经验、技术熟练要求；
● 成品一次组装完成，直通率高达100%。
经过一年的市场检验后，2022年初已开始批量生产出货欧美、日本、马来西亚等高端市场。
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