CN109445042A - 一种低成本被动成像式高速光路耦合系统 - Google Patents

一种低成本被动成像式高速光路耦合系统 Download PDF

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黄君彬
付全飞
陈纪辉
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Abstract

本发明涉及数据传输技术领域，且公开了一种低成本被动成像式高速光路耦合系统，包括底座，所述底座的顶部固定安装有调节台，所述调节台的顶部固定安装有放置板，所述放置板的顶部活动安装有光学芯片，所述光学芯片的顶部活动安装有光学器件。该低成本被动成像式高速光路耦合系统，通过设置有调节台、放置板、光学芯片和光学器件，从而可以自由的控制成像距离和成像放大与缩小比例，通过成像的方法成像到电子显微镜上，通过电子显微镜的显示屏幕看见光学芯片的成像，然后利用调节台，将光学芯片移动至需要的位置，从而完成光学耦合动作，工作过程方便快捷，为工作人员提高了便利。

Description

一种低成本被动成像式高速光路耦合系统
技术领域
本发明涉及数据传输技术领域，具体为一种低成本被动成像式高速光路耦合系统。
背景技术
光路耦合系统，是指将激光器发出的光信号通过光学器件传导到光纤，通过光纤传输到接收端，再经过光学器件将光信号转换会光电探测器，从而实现信号在光纤中传输，起到提高传输速率、容量以及传输距离的目的传输系统，传统的光路耦合系统的耦合方法一般利用主动式耦合平台，通过测试设备连接电源，在发射端让激光发光，在接收端通过光电转换从光电探测器上接收到电信号，从而通过判断电信号的大小来判断耦合的好坏。
目前市场上的主动式耦合平台，在实际应用中，还存有缺点，第一，主动式耦合平台无法大批量生产，主动式耦合系统，由于自带对准平台以及电源、测试设备和测试治具等，往往一套造价成本不低，一个耦合系统只能一个技术人员操作，并且每次操作的方式并不唯一，需要技术人员带有一定的理论知识能力去调节整个系统，从而在大批量生产时，首先遇到设备成本问题，因为多人做就需要多个设备，然后遇到对技术人员培训成本问题，因此主动式耦合平台难以实现真正的大批量生产，第二，主动式耦合设备需要带电驱动模块，通过电信号来判断耦合好坏，因此对测试设备和测试治具有严格要求，往往不同的光学模块或光学器件，需要独立去制作定制的设备以及治具，因此，主动式耦合设备无法实现通用性，这个系统的原理决定了它必然是无法做到通用性的，故而提出了一种低成本被动成像式高速光路耦合系统来解决上述提出的问题。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种低成本被动成像式高速光路耦合系统，具备方便使用且低成本等优点，解决了市场上的主动式耦合平台，在实际应用中，还存有缺点，第一，主动式耦合平台无法大批量生产，主动式耦合系统，由于自带对准平台以及电源、测试设备和测试治具等，往往一套造价成本不低，一个耦合系统只能一个技术人员操作，并且每次操作的方式并不唯一，需要技术人员带有一定的理论知识能力去调节整个系统，从而在大批量生产时，首先遇到设备成本问题，因为多人做就需要多个设备，然后遇到对技术人员培训成本问题。因此主动式耦合平台难以实现真正的大批量生产，第二，主动式耦合设备需要带电驱动模块，通过电信号来判断耦合好坏，因此对测试设备和测试治具有严格要求，往往不同的光学模块或光学器件，需要独立去制作定制的设备以及治具，因此，主动式耦合设备无法实现通用性，这个系统的原理决定了它必然是无法做到通用性的问题。
(二)技术方案
为实现上述方便使用且低成本目的，本发明提供如下技术方案：一种低成本被动成像式高速光路耦合系统，包括底座，所述底座的顶部固定安装有调节台，所述调节台的顶部固定安装有放置板，所述放置板的顶部活动安装有光学芯片，所述光学芯片的顶部活动安装有光学器件，所述底座的顶部固定安装有位于调节台后表面的稳固座，所述稳固座的顶部固定安装有镜杆，所述镜杆的外部活动安装有连接壳，所述连接壳的后表面开设有吻合槽，所述吻合槽的内部活动安装有第一调节螺丝，所述连接壳的内部固定安装有位于镜杆外部的延伸壳，所述延伸壳的右侧活动安装有第二调节螺丝，所述连接壳的前表面开设有滑槽，所述连接壳的左右侧均开设有延伸至滑槽槽内壁的连通槽，所述连通槽的内部活动安装有螺纹杆，所述螺纹杆的左端外部活动安装有粗准焦螺旋，所述螺纹杆的右端外部活动安装有调节套，所述调节套的右侧活动安装有连接杆，所述连接杆的右端外部活动安装有细准焦螺旋，所述螺纹杆的外部和连接杆的外部均固定安装有位于粗准焦螺旋与细准焦螺旋相对一侧的防护套，所述滑槽的内部活动安装有位于螺纹杆前表面的滑动杆，所述滑动杆的前表面固定安装有位于连接壳前表面的延伸块，所述延伸块的内部固定安装有镜筒，所述镜筒的顶部固定安装有按钮台，所述镜筒的外部固定安装有位于延伸块顶部的防护壳，所述镜筒的外部固定安装有位于延伸块底部的固定壳，所述固定壳的底部活动安装有松紧手轮，所述松紧手轮的底部固定安装有物镜，所述物镜的底端外部固定安装有遮光器，所述遮光器的外部活动安装有固定螺钉，所述镜杆的顶部固定安装有连通线，所述连通线远离镜杆一端连接有显示屏幕。
优选的，所述光学芯片和光学器件的数量可以为一个或一个以上，所述光学芯片和光学器件均呈等距离分布在放置板的顶部。
优选的，所述光学器件的宽度和长度均大于光学芯片的宽度和长度，所述光学器件覆盖光学芯片放置。
优选的，所述第一调节螺丝贯穿连接壳与镜杆螺纹连接，所述第二调节螺丝贯穿延伸壳与镜杆螺纹连接。
优选的，所述粗准焦螺旋的内部设置有内螺纹，螺纹杆的外部设置有外螺纹，所述粗准焦螺旋与螺纹杆螺纹连接。
优选的，所述细准焦螺旋的内部设置有内螺纹，连接杆的外部设置有外螺纹，所述细准焦螺旋与连接杆螺纹连接。
优选的，所述滑动杆的后表面设置有齿条，滑动杆与螺纹杆卡接，所述调节套的内部设置有内螺纹，调节套与连接杆螺纹连接。
优选的，所述粗准焦螺旋与细准焦螺旋和两个防护套均呈对称分布在连接壳纵向中心线的两侧，所述光学芯片为激光、VCSEL、其他半导体激光器和光电探测器。
优选的，所述粗准焦螺旋与细准焦螺旋呈对称分布在连接壳纵向中心线的两侧，所述防护套的长度等于粗准焦螺旋长度的二分之一。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种低成本被动成像式高速光路耦合系统，具备以下有益效果：
1、该低成本被动成像式高速光路耦合系统，通过设置有调节台、放置板、光学芯片和光学器件，光学芯片表面都有很明显的光学发光点或者接收光点，且光学器件是通过傅里叶光学衍射设计的带成像的光学器件，从而可以自由的控制成像距离和成像放大与缩小比例，通过成像的方法成像到电子显微镜上，通过电子显微镜的显示屏幕看见光学芯片的成像，然后利用调节台，将光学芯片移动至需要的位置，从而完成光学耦合动作，工作过程方便快捷，为工作人员提高了便利。
2、该低成本被动成像式高速光路耦合系统，通过设置有第一调节螺丝和第二调节螺丝，可在使用过程中，通过调节第一调节螺丝和第二调节螺丝，使连接壳实现上升下降，再通过调节粗准焦螺旋与细准焦螺旋，使物镜调节到能清晰观看光学芯片的程度，工作人员可通过显示屏幕观察进行耦合，显微镜较主动式耦合设备来比为低成本设备，设计者可以低成本设备投入的情况下，快速的批量的对准光源和光纤，从而实现光学模组的低成本批量生产，且显微镜的操作方式简单，每个产线工人可以在几乎零投入设备的情况下独立完成一条产线的操作，并且不需要产线工人有任何技术基础，另一方面，由于不需要特殊的测试设备和测试治具，本耦合系统所公示的方法适用于所有光学模块的耦合过程，提高了企业的竞争力。
附图说明
图1为本发明提出的一种低成本被动成像式高速光路耦合系统正视图；
图2为本发明提出的一种低成本被动成像式高速光路耦合系统俯视图；
图3为本发明提出的一种低成本被动成像式高速光路耦合系统左视图；
图4为本发明提出的一种低成本被动成像式高速光路耦合系统后视图；
图5为本发明提出的一种低成本被动成像式高速光路耦合系统连接壳的结构示意图。
图中：1底座、2调节台、3放置板、4光学芯片、5光学器件、6稳固座、7镜杆、8连接壳、9吻合槽、10第一调节螺丝、11延伸壳、12第二调节螺丝、13滑槽、14连通槽、15螺纹杆、16粗准焦螺旋、17调节套、18连接杆、19细准焦螺旋、20防护套、21滑动杆、22延伸块、23镜筒、24按钮台、25防护壳、26固定壳、27松紧手轮、28物镜、29遮光器、30固定螺钉、31连通线、32显示屏幕。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5，一种低成本被动成像式高速光路耦合系统，包括底座1，底座1的顶部固定安装有调节台2，调节台2的顶部固定安装有放置板3，放置板3的顶部活动安装有光学芯片4，光学芯片4的顶部活动安装有光学器件5，光学芯片4和光学器件5的数量均不少于十六个，光学芯片4和光学器件5均呈等距离分布在放置板3的顶部，光学器件5的宽度和长度均大于光学芯片4的宽度和长度，光学器件5覆盖光学芯片4放置，底座1的顶部固定安装有位于调节台2后表面的稳固座6，稳固座6的顶部固定安装有镜杆7，镜杆7的外部活动安装有连接壳8，连接壳8的后表面开设有吻合槽9，吻合槽9的内部活动安装有第一调节螺丝10，连接壳8的内部固定安装有位于镜杆7外部的延伸壳11，延伸壳11的右侧活动安装有第二调节螺丝12，第一调节螺丝10贯穿连接壳8与镜杆7螺纹连接，第二调节螺丝12贯穿延伸壳11与镜杆7螺纹连接，连接壳8的前表面开设有滑槽13，连接壳8的左右侧均开设有延伸至滑槽13槽内壁的连通槽14，连通槽14的内部活动安装有螺纹杆15，螺纹杆15的左端外部活动安装有粗准焦螺旋16，粗准焦螺旋16的内部设置有内螺纹，螺纹杆15的外部设置有外螺纹，粗准焦螺旋16与螺纹杆15螺纹连接，螺纹杆15的右端外部活动安装有调节套17，调节套17的右侧活动安装有连接杆18，连接杆18的右端外部活动安装有细准焦螺旋19，细准焦螺旋19的内部设置有内螺纹，连接杆18的外部设置有外螺纹，细准焦螺旋19与连接杆18螺纹连接，螺纹杆15的外部和连接杆18的外部均固定安装有位于粗准焦螺旋16与细准焦螺旋19相对一侧的防护套20，粗准焦螺旋16与细准焦螺旋19呈对称分布在连接壳8纵向中心线的两侧，防护套20的长度等于粗准焦螺旋16长度的二分之一，粗准焦螺旋16与细准焦螺旋19和两个防护套20均呈对称分布在连接壳8纵向中心线的两侧，光学芯片5为激光、VCSEL、其他半导体激光器和光电探测器，滑槽13的内部活动安装有位于螺纹杆15前表面的滑动杆21，滑动杆21的后表面设置有齿条，滑动杆21与螺纹杆15卡接，调节套17的内部设置有内螺纹，调节套17与连接杆18螺纹连接，滑动杆21的前表面固定安装有位于连接壳8前表面的延伸块22，延伸块22的内部固定安装有镜筒23，镜筒23的顶部固定安装有按钮台24，镜筒23的外部固定安装有位于延伸块22顶部的防护壳25，镜筒23的外部固定安装有位于延伸块22底部的固定壳26，固定壳26的底部活动安装有松紧手轮27，松紧手轮27的底部固定安装有物镜28，物镜28的底端外部固定安装有遮光器29，遮光器29的外部活动安装有固定螺钉30，镜杆7的顶部固定安装有连通线31，连通线31远离镜杆7一端连接有显示屏幕32，通过设置有调节台2、放置板3、光学芯片4和光学器件5，光学芯片4表面都有很明显的光学发光点或者接收光点，且光学器件5是通过傅里叶光学衍射设计的带成像的光学器件5，从而可以自由的控制成像距离和成像放大与缩小比例，通过成像的方法成像到电子显微镜上，通过电子显微镜的显示屏幕32看见光学芯片4的成像，然后利用调节台2，将光学芯片4移动至需要的位置，从而完成光学耦合动作，工作过程方便快捷，为工作人员提高了便利，通过设置有第一调节螺丝10和第二调节螺丝12，可在使用过程中，通过调节第一调节螺丝10和第二调节螺丝12，使连接壳8实现上升下降，再通过调节粗准焦螺旋16与细准焦螺旋19，使物镜28调节到能清晰观看光学芯片4的程度，工作人员可通过显示屏幕32观察进行耦合，显微镜较主动式耦合设备来比为低成本设备，设计者可以低成本设备投入的情况下，快速的批量的对准光源和光纤，从而实现光学模组的低成本批量生产，且显微镜的操作方式简单，每个产线工人可以在几乎零投入设备的情况下独立完成一条产线的操作，并且不需要产线工人有任何技术基础，另一方面，由于不需要特殊的测试设备和测试治具，本耦合系统所公示的方法适用于所有光学模块的耦合过程，提高了企业的竞争力。
综上所述，该低成本被动成像式高速光路耦合系统，通过设置有调节台2、放置板3、光学芯片4和光学器件5，光学芯片4表面都有很明显的光学发光点或者接收光点，且光学器件5是通过傅里叶光学衍射设计的带成像的光学器件5，从而可以自由的控制成像距离和成像放大与缩小比例，通过成像的方法成像到电子显微镜上，通过电子显微镜的显示屏幕32看见光学芯片4的成像，然后利用调节台2，将光学芯片4移动至需要的位置，从而完成光学耦合动作，工作过程方便快捷，为工作人员提高了便利，通过设置有第一调节螺丝10和第二调节螺丝12，可在使用过程中，通过调节第一调节螺丝10和第二调节螺丝12，使连接壳8实现上升下降，再通过调节粗准焦螺旋16与细准焦螺旋19，使物镜28调节到能清晰观看光学芯片4的程度，工作人员可通过显示屏幕32观察进行耦合，显微镜较主动式耦合设备来比为低成本设备，设计者可以低成本设备投入的情况下，快速的批量的对准光源和光纤，从而实现光学模组的低成本批量生产，且显微镜的操作方式简单，每个产线工人可以在几乎零投入设备的情况下独立完成一条产线的操作，并且不需要产线工人有任何技术基础，另一方面，由于不需要特殊的测试设备和测试治具，本耦合系统所公示的方法适用于所有光学模块的耦合过程，提高了企业的竞争力。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种低成本被动成像式高速光路耦合系统，包括底座(1)，其特征在于：所述底座(1)的顶部固定安装有调节台(2)，所述调节台(2)的顶部固定安装有放置板(3)，所述放置板(3)的顶部活动安装有光学芯片(4)，所述光学芯片(4)的顶部活动安装有光学器件(5)，所述底座(1)的顶部固定安装有位于调节台(2)后表面的稳固座(6)，所述稳固座(6)的顶部固定安装有镜杆(7)，所述镜杆(7)的外部活动安装有连接壳(8)，所述连接壳(8)的后表面开设有吻合槽(9)，所述吻合槽(9)的内部活动安装有第一调节螺丝(10)，所述连接壳(8)的内部固定安装有位于镜杆(7)外部的延伸壳(11)，所述延伸壳(11)的右侧活动安装有第二调节螺丝(12)，所述连接壳(8)的前表面开设有滑槽(13)，所述连接壳(8)的左右侧均开设有延伸至滑槽(13)槽内壁的连通槽(14)，所述连通槽(14)的内部活动安装有螺纹杆(15)，所述螺纹杆(15)的左端外部活动安装有粗准焦螺旋(16)，所述螺纹杆(15)的右端外部活动安装有调节套(17)，所述调节套(17)的右侧活动安装有连接杆(18)，所述连接杆(18)的右端外部活动安装有细准焦螺旋(19)，所述螺纹杆(15)的外部和连接杆(18)的外部均固定安装有位于粗准焦螺旋(16)与细准焦螺旋(19)相对一侧的防护套(20)，所述滑槽(13)的内部活动安装有位于螺纹杆(15)前表面的滑动杆(21)，所述滑动杆(21)的前表面固定安装有位于连接壳(8)前表面的延伸块(22)，所述延伸块(22)的内部固定安装有镜筒(23)，所述镜筒(23)的顶部固定安装有按钮台(24)，所述镜筒(23)的外部固定安装有位于延伸块(22)顶部的防护壳(25)，所述镜筒(23)的外部固定安装有位于延伸块(22)底部的固定壳(26)，所述固定壳(26)的底部活动安装有松紧手轮(27)，所述松紧手轮(27)的底部固定安装有物镜(28)，所述物镜(28)的底端外部固定安装有遮光器(29)，所述遮光器(29)的外部活动安装有固定螺钉(30)，所述镜杆(7)的顶部固定安装有连通线(31)，所述连通线(31)远离镜杆(7)一端连接有显示屏幕(32)。
2.根据权利要求1所述的一种低成本被动成像式高速光路耦合系统，其特征在于：所述光学芯片(4)和光学器件(5)的数量可以为一个或一个以上，所述光学芯片(4)和光学器件(5)均呈等距离分布在放置板(3)的顶部。
3.根据权利要求1所述的一种低成本被动成像式高速光路耦合系统，其特征在于：所述光学器件(5)的宽度和长度均大于光学芯片(4)的宽度和长度，所述光学器件(5)覆盖光学芯片(4)放置。
4.根据权利要求1所述的一种低成本被动成像式高速光路耦合系统，其特征在于：所述第一调节螺丝(10)贯穿连接壳(8)与镜杆(7)螺纹连接，所述第二调节螺丝(12)贯穿延伸壳(11)与镜杆(7)螺纹连接。
5.根据权利要求1所述的一种低成本被动成像式高速光路耦合系统，其特征在于：所述粗准焦螺旋(16)的内部设置有内螺纹，螺纹杆(15)的外部设置有外螺纹，所述粗准焦螺旋(16)与螺纹杆(15)螺纹连接。
6.根据权利要求1所述的一种低成本被动成像式高速光路耦合系统，其特征在于：所述细准焦螺旋(19)的内部设置有内螺纹，连接杆(18)的外部设置有外螺纹，所述细准焦螺旋(19)与连接杆(18)螺纹连接。
7.根据权利要求1、5或6所述的一种低成本被动成像式高速光路耦合系统，其特征在于：所述滑动杆(21)的后表面设置有齿条，滑动杆(21)与螺纹杆(15)卡接，所述调节套(17)的内部设置有内螺纹，调节套(17)与连接杆(18)螺纹连接。
8.根据权利要求1所述的一种低成本被动成像式高速光路耦合系统，其特征在于：所述粗准焦螺旋(16)与细准焦螺旋(19)和两个防护套(20)均呈对称分布在连接壳(8)纵向中心线的两侧，所述光学芯片(5)为激光、VCSEL、其他半导体激光器和光电探测器。
9.根据权利要求1所述的一种低成本被动成像式高速光路耦合系统，其特征在于：所述粗准焦螺旋(16)与细准焦螺旋(19)呈对称分布在连接壳(8)纵向中心线的两侧，所述防护套(20)的长度等于粗准焦螺旋(16)长度的二分之一。
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