目前很多系統中常常需要利用旋轉連接器傳輸轉動信號,但是由于帶寬問題,現有的電滑動環已經不再適用轉動信號傳輸,出現“傳輸瓶頸”問題。由于光信號具有大帶寬、抗電磁干擾、無接觸損耗以及傳輸速率快等特點,光纖旋轉傳輸技術成為解決該問題的最佳手段。傳統的光纖旋轉連接器是共軸的,可以傳輸一路或者多路光信號,其特點是光器件光軸與互連器件中心軸重合,因此被稱為同軸光纖旋轉連接器。

隨著光纖旋轉連接器應用的日益廣泛,在應用中發現當中心軸位置被用來傳輸氣體、油或其他化學物質等介質時,便不能作為信號光束的傳輸通道,于是為了實現介質和光信號的同時傳輸,離軸光纖旋轉連接器應運而生,它的適應性更強,應用范圍更加廣泛,例如雷達在信號傳輸過程中需要伴隨高壓氣體傳輸,此時高壓氣體傳輸通道位于器件中心軸,使得光束不能沿著器件的中心軸傳輸。其中光纖準直器作為光纖旋轉連接器中核心光器件,其性能直接決定光纖旋轉連接器的性能,因此研究光纖準直器的性能就顯得尤為重要,目前最常用的是 C-lens光纖準直器( 簡稱C-lens) ,因此研究C-lens對于提高光信號旋轉傳輸效率具有重要的意義。C-lens主要參數有插入損耗、回波損耗和點精度。其中前兩項是通過后期測試得到的,而點精度是取決于準直器制作時的精度,需要著重研究,點精度是指出射光束與準直器軸線的夾角,它是由尾纖和透鏡端面的傾斜引起的。一般 C-lens的點精度α< 1,且用于固定端的連接,能夠滿足實際光信號耦合需要,因而對它的研究比較少,然而在光纖旋轉連接器等需要光信號旋轉傳輸的場合,點精度將引起光信號耦合的角向偏差如圖 1 所示,0.3°的角向偏差引起損耗約為10dB,這增加了光纖旋轉連接器的裝配難度,所以有必要對 C-lens的點精度進行優化。

目前,點精度的優化方法大致分為三類:
(1)通過額外的器件進行補償,即在尾纖和準直物鏡之間或在準直物鏡之后加入楔片或楔片組,或是給準直器加上外套筒,使出射光與外套筒平行,但由于這一方法增加了額外的零件使裝配變得復雜,并提高了成本。
(2)使尾纖與透鏡軸向錯位或改變尾纖的入射角度,這種方法需要特殊的套筒、在結構上非對稱,不便于加工。
(3)改變準直透鏡的參數,如減小光纖與透鏡折射率的差或是改變透鏡的傾斜角,但這一方法對點精度的改善有限。