CN112596172B - 一种光无线光电集成链路及其实现装置 - Google Patents

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Abstract

本发明关于光无线光电集成链路及其实现装置,包括具有光信号层、射频信号层以及高速信号层的背板和插接在该背板上的多个具有光波导层和电印制板层的单板,其中单板一侧固定有具有差分模块和射频模块的插头;所述背板上固定具有差分模块和射频模块的插座;固定在单板上的光电转换模块与单板波导层之间通过转向机构实现光的垂直无线传输;单板通过波导层耦合部件与背板端转向机构的配合实现背板与单板间光信号的垂直无线传输;单板之间还通过无线光信号收/发模块实现无线光传输。本发明将光信号、高速信号以及射频信号结合在一起形成集成链路,在链路多个节点上支持光无线传输,提高了信号密度,免去射频线和光缆捆扎烦恼,缩小光电设备体积。

Description

一种光无线光电集成链路及其实现装置
技术领域
本发明属于连接器技术领域,具体涉及一种光无线光电集成链路及其实现装置。
背景技术
现有常见的光电互连方案一般都是高速信号采用PCB板,射频和光信号采用跳线连接,也有采用单独的射频背板或光纤柔板来分别传输处理射频信号和光信号的,三者独立;从未出现把三种信号有机结合到一起,并且在链路的多个节点上支持光无线传输的链路方案。因此使得现有光电互连方案往往存在线缆捆扎固定麻烦、信号密度低、设备体积大等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种光无线光电集成链路及其实现装置,使其通过将光信号、高速信号以及射频信号结合在一起形成集成链路,并在链路的多个节点上支持光无线传输,增加客户的选择空间,满足不同需求,具有提高信号密度,免去射频线和光缆捆扎固定的烦恼,缩小光电设备体积的特点。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种光无线光电集成链路,包括:光信号链路:光电转换模块的激光器发射的光信号经转向机构反射入单板的波导层中并经该波导层端面处耦合的平行扩束透镜无线传输至背板光纤层或光波导层前端的转向机构并经该转向机构转向汇聚进入背板光纤或光波导中,然后经管线或光波导的传输由相反路径进入另一单板/外部,从而实现光信号的无缆传输;所述光信号还可以通过单板上无线光信号收/发模块来完成波导单板间的无线光传输;射频信号链路:背板射频信号层的射频信号经集成连接器的插座传至插头并由插头端射频线缆引入到外部;数字信号链路:背板高速信号层的高速信号由集成连接插座差分模块经插头差分模块引入到单板/外部。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种光无线光电集成链路实现装置,包括具有光信号层、射频信号层以及高速信号层的背板和插接在该背板上的多个具有光波导层和电印制板层的单板,其中所述单板一侧固定有具有差分模块和射频模块的插头;所述背板上固定具有差分模块和射频模块的插座;固定在单板上的光电转换模块与单板波导层之间通过转向机构实现光的垂直无线传输;所述单板通过其插接端波导层耦合部件与背板端转向机构的配合实现背板与单板键光信号的垂直无线传输;所述单板之间还通过无线光信号收/发模块实现无线光传输。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的光无线光电集成链路实现装置,其中所述的光电转换模块包括光有源器件和与该光有源器件同轴耦合用于实现光信号的汇聚整形的凸透镜阵列,该光有源器件通过倒装焊技术装配在与电印制板连接的基板上,该电印制板通过金丝引线与光有源器件连接。
前述的光无线光电集成链路实现装置,其中所述的光电转换模块与单板波导层之间的转向机构为波导层由光刻凹面镜技术取得的球形凹面镜。
前述的光无线光电集成链路实现装置,其中所述的耦合部件前端还耦合有用于实现单板波导层平行无线出光的平行扩束镜。
前述的光无线光电集成链路实现装置,当所述背板光信号层为光纤时,经所述平行扩束镜整形后的单板光信号经背板MT光纤接触件前端的转向棱镜转向后由该MT光纤接触件传至光纤内;当所述背板光信号层为光波导时,经所述平行扩束镜整形后的单板光信号经背板光波导前端光刻形成的球形凹面镜转向后进入光波导中。
前述的光无线光电集成链路实现装置,其中所述进行无线光传输的单板之间遮挡有其他单板时,通过在遮挡单板上开设豁口实现无线传输。
前述的光无线光电集成链路实现装置,其中所述插座的射频模块包括弹性射频接触件和射频固定模块,其中所述射频固定模块轴向弹性浮动地固定在背板上,所述弹性射频接触件装配在射频固定模块的安装孔内并具有通过前端轴向弹性浮动的浮动端与背板焊盘弹性连接的内导体。
前述的光电集成链路的实现装置,其中所述的射频固定模块设有用于与弹性射频接触件擒纵配合的射频孔位,固定在射频孔位内的弹簧爪通过其上伸出射频孔位形成回弹高度h的弹爪实现射频固定模块与背板之间的弹性接触和轴向浮动。
前述的光电集成链路的实现装置,其中所述的弹性射频接触件固定装配在射频固定模块上的射频孔位内,且该弹性射频接触件外壳体前端固定/一体成型有弹簧爪,该插座射频模块通过弹簧爪伸出的弹爪实现与背板焊盘的弹性浮动连接和接触。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案,本发明光电集成链路的实现装置可达到相当的技术进步性及实用性,并具有产业上的广泛利用价值,其至少具有下列优点:
本发明的单板和背板都采用新型光电复合板,可以支持大电流、射频、数字和光信号集成。
本发明整个波导复合单板表面无缆化,光通道数密度等级高,采用球形凹面镜耦合效率更高。
本发明波导复合单板与光电复合背板固定后,通过底面透镜阵列将发散光整形成平行光或近光轴的准平行光入射到波导中实现并行无线光模块无缆化通信。这种通信方式的存在使得单板和背板之间无需使用弹簧来消除装配公差带来的影响,可增大单板使用使用寿命。
本发明光电复合背板与单板间可以通过凹面镜转向(或棱镜转向、或光纤弯曲转向)实现光信号的传输。
本发明的单板间支持光无线传输,支持传输数字、射频、数字和射频混合等光信号,除相邻板间外,若需互连的板间有其他的板体遮挡,可以通过在阻挡的板体上开豁口实现无线传输。由此使得本发明在对链路的损耗要求较高的场景下,可以选择采用板间无线的方式,避免信号通过背板的多次中转而引入较大的光链路损耗。
附图说明
图1为本发明光无线光电集成链路实现装置的整体结构示意图;
图2为本发明光无线光电集成链路实现装置Ⅰ部分剖视图;
图3为本发明光无线光电集成链路实现装置的单板结构示意图;
图4为本发明光无线光电集成链路实现装置的光电转换模块结构示意图;
图5为图4的A-A剖视图;
图6为图3的Ⅱ部分分解图;
图7为本发明光无线光电集成链路实现装置的背板内部光接触件示意图;
图8为本发明光无线光电集成链路实现装置的插座射频模块的组成示意图;
图9为本发明光无线光电集成链路实现装置的插座射频模块部分剖视图;
图10为本发明光无线光电集成链路实现装置的射频固定模块部分剖视图;
图11为本发明另一实施例光无线光电集成链路实现装置的射频固定模块结构示意图;
图12为本发明另一实施例光无线光电集成链路实现装置的部分剖视图。
【主要元件符号说明】
1:单板
11:光电装换模块
111:驱动/限幅放大器
112:电印制板
113:光有源器件
114:硅基焊盘
115:基底
116:金丝引线
117:单片机
118:凸透镜阵列
12:无线光发射接收模块
13:槽型孔
14:导销
15:波导通路
16:单板插接端
162:扩束棱镜
163:耦合零件
164:定位孔
165:点胶孔
166:导柱
167:波导端口
169:波导板
17:转向机构
2:背板
21:MT接触件
22:垂直转向器
3:集成插座
31:插座差分模块
32:插座射频模块
321:弹性射频接触件
3211:内导体
3212:第一壳体
3213:第二壳体
32131:前端壳体
32132:后端壳体
3214:绝缘子
3216:外壳体
322:射频固定模块
3221:弹簧爪
3222:固定壳体
3223:内侧壳体
3224:外侧壳体
3225:螺柱
323:O型圈
34:插座壳体
4:集成插头
41:插头差分模块
42:插头射频模块
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例,对依据本发明提出的光无线光电集成链路实现装置其具体实施方式、结构、特征及其功效,详细说明如后。
请参阅图1-7,其为本发明光无线光电集成链路实现装置的各部分结构示意图,该装置包括均具有用于传输光信号的光信号层、用于传输射频信号的射频信号层以及用于传输数字信号的高速信号层的单板1和背板2,其中所述单板1有多个,均插接在背板2上,向背板2传递光信号或接收背板传递的光信号;且该单板1还能够传递射频信号和/高速信号。
所述单板1是由电印制板112、波导板169和FR4基板压合组成的光电复合板,且该单板1的电印制板上固定有光电转换模块11,所述光电转换模块11包括用于发射/接受光信号的光有源器件113、驱动器/限幅放大器111、用于将经过其的光汇聚为平行光的凸透镜阵列118、单片机117以及防护盖板,其中所述光有源器件113采用倒装焊工艺固定在硅或陶瓷等基底115上,该基底115固定在单板1的电印制板112上,并在基底115和印制板112上开有与光有源器件113适配的通光孔。所述凸透镜阵列118固定在电印制板112上且与光有源器件113同轴耦合,耦合误差在±3μm内,光有源器件113处于凸透镜阵列118焦点位置(误差±0.2μm内),以实现对的光的汇聚。所述电印制板上还开设有用于实现该光电转换模块安装定位的导销孔,所述基底115上也设有相应的导销孔,制作时可将导销孔从印制板打通与基底做为一体,利用基底的高精度特性来保证导销孔的可靠性。在本发明另一实施例中,所述用于实现光电转换模块11在电印制板上安装位置定位的导销孔设在凸透镜阵列118上,该凸透镜阵列固定装配在电印制板底部的槽内。
在本发明实施例中,所述基底115上还设有用于实现光有源器件引脚和硅基焊盘114连接的金丝引线116,从而克服光有源器件引脚间距过小与电印制板连接不易的问题。
所述电印制板112与波导板169之间需要开设槽型孔13用于通光。所述波导板169每路波导前端与凸透镜阵列118的透镜对应、用于接收透镜汇聚的平行光的位置设有转向机构17,将该与波导板表面垂直的光转为与波导板平行的光,从而实现光在波导板波导通路15中的传输。在本发明实施例中,所述转向机构17为波导板波导芯层经光刻形成的球形凹面镜,凸透镜阵列汇聚整形的平行光经该球形凹面镜耦合进入波导实现光信号传递,但并不限定于此。
在本发明实施例中,所述光有源器件113中的发射元件为VCSEL激光器,光电转换模块11上的VCSEL激光器发出的光耦合进入凸透镜阵列118,透镜将光汇聚成平行光,平行光经过球形凹面镜耦合进入波导实现光信号传递。当所述单板1与背板2插合时,波导板的波导与背板端光波导或光纤接触件前端的转向机构17对接,通过转向机构17将单板1传递的光信号转至背板光信号层,实现光信号的传输。当背板光信号层采用光波导时,背板光波导前端的转向机构17为球形凹面镜,但并不限定于此。在本发明实施例中,所述背板光信号层采用光纤传递光信号,该光纤前端连接有标准MT接触件21,该接触件通过其前端的转向棱镜实现与单板波导的导通,较佳的,所述MT接触件21能够在背板上沿其轴向前后浮动,从而减小对接触件以及集成化插座的装配精度要求。
所述单板1底部与背板2的插接端设有耦合部件,该耦合部件包括固定在一起的耦合零件163和用于与背板端转向机构导向对接的导销14,该插接端波导的对位方式为被动对位,耦合部件上设置有导柱166,波导端口167上包层表面设置有定位孔164,导柱166与定位孔164配合保证耦合部件在径向方向定位;波导的上包层表面为竖直方向的定位面,保证波导上包层表面与耦合零件163下表面重合。为保证定位孔的准确性,在波导芯层制备时,设置与定位孔相同尺寸的mark点作为参考波导,该参考波导与波导光路设计一起作为掩膜板,保证mark点的精确性。波导制备好后,采用激光的方式打孔,保证粉尘不污染到波导端面。
待耦合部件与波导端口167位置放置好后,输入端和输出端连接MT测试跳线,并选择850nm波长光源和多通道插损测试仪。轻微移动耦合部件导柱166在定位孔164的位置,待链路损耗均为最小时,说明此刻位置为最佳耦合封装位置,随即用光纤蘸取UV胶并沿着耦合零件163上的点胶孔165注入UV胶,保证填充的UV胶容量不超过印制板上表面,最后用紫外固化灯进行UV固化。
波导裸露在空气中容易被灰尘污染,尤其是在波导端口167固定好耦合部件后,一旦波导端面发生脏污,由于导销14干涉,无法进行返修研磨;矩形波导的汇聚焦平面在波导端面,直接与MT接触件配合,物理接触要求波导端面与MT之间的压紧力很大才能保证低耦合损耗传输,多次插拔后影响波导端面的局部损伤,该应用形态下单板的可靠性大大降低。
为解决波导端面的损伤问题,本发明波导端面处还设有平行扩束透镜162,该平行扩束透镜162上设有导销孔,该导销孔与耦合部件上的导销14相配合,保证透镜与波导之间的相对位置。该平行扩束透镜162可保护波导端面不受灰尘污染,如果透镜表面发生脏污染,可采取气枪和不掉屑的KIM布擦拭透镜表面,保证透镜的洁净度;透镜将波导端面的汇聚光准直为平行光,与对应装有光纤的透镜接触件配合,保证两者之间无线传输。该应用形态下无需使用弹簧,消除装配公差带来的影响,增大单板使用使用寿命。
所述单板1上还设有用于实现不同单板之间的板间无线通讯的无线光发射/接收模块12,该无线光发射/接收模块12同时具备发射模块和接收模块,本发明两相对的单板1之间均可通过无线光发射/接收模块12实现无线通讯,当两需要进行无线通讯的单板1之间有其他单板遮挡时,通过在遮挡单板上开设供无线光穿过的通孔实现无线光通讯。本发明相邻两并列设置的单板1之间可通过位于该单板侧壁上的无线光发射/接收模块12实现无线通讯。
本发明单板1一侧还设有具有插头差分模块41和插头射频模块42的集成插头4,所述背板2上还设有用于与所述集成插头4连接的具有插座差分模块31和插座射频模块32的集成插座。且所述插座差分模块31和插座射频模块32分别与背板高速信号层和射频信号层免焊连接。
请参阅图8-10,其为本发明插座射频模块的各部分结构示意图,该插座射频模块32弹性免焊垂直表贴在背板的射频信号层。该插座射频模块包括弹性射频接触件321和与背板1通过螺柱3225连接的射频固定模块322,且所述射频固定模块322能够相对复合板上下弹性浮动。所述弹性射频接触件321装配在射频固定模块322上的射频孔位内,且其内导体3211通过前端能够轴向弹性浮动的浮动端实现与背板1焊盘的弹性接触,其外壳体3216通过与射频固定模块322的轴向限位随射频固定模块一起相对背板轴向弹性浮动。
在本发明实施例中,所述弹性射频接触件321采用SMPM界面(或SMP界面),与射频固定模块322配合使用,配合处采用全擒纵界面实现射频接触件与固定模块的紧啮合,弹性射频接触件321内导体3211为射频弹针,其前端为弹簧针部件,包括位于装配在内导体3211前端腔体内的压缩弹簧和前端伸出该腔体、后端滑动装配在腔体内且与腔体前端限位的触头。触头与背板配合时回退压缩弹簧以提供适当的正压力,保证弹性接触可靠。在该实施例中,所述射频固定模块322通过固定在射频孔位内的弹簧爪3221伸出该射频孔位h高度的弹爪实现射频固定模块与背板的轴向弹性浮动。
在本发明实施例中,所述弹簧爪被夹持固定在内侧壳体3223和外侧壳体3224之间,且通过外侧壳体3224压紧固定在射频固定模块的固定壳体3222上,且所述内壳体3223具有用于与所述外壳体3216前端挡止限位。
在本发明实施例中,所述外壳体3216包括前后两部份,绝缘子3214通过前后两部分内的台阶面实现轴向限位。所述外壳体3216还通过其外周法兰盘与插座壳体34挡止限位实现轴向后端限位,较佳的,所述法兰盘和插座壳体之间还设有用于缓冲的O型圈323,但并不限定于此。
请参阅图11和图12,在本发明另一实施例中,所述弹性表贴射频接触件321外壳体3216前端固定有弹簧爪3221,该弹簧爪3221的弹爪伸出该外壳体3216前端面形成回弹高度h,该弹性表贴射频接触件321固定装配在射频固定模块322上的射频孔位中组成插座射频模块,该射频模块通过射频固定模块上的螺柱与背板连接,且该射频模块通过弹簧爪实现与背板焊盘的弹性免焊表贴,所述螺柱的长度插座射频模块的弹性浮动需求。
在该实施例中,所述外壳体3216包括第一外壳体3212和装配在该第一外壳体3212前端外周、用于与射频固定模块固定连接的第二外壳体3213。所述第一外壳体3212包括前端壳体32131和后端壳体32132,所述弹簧爪被前端壳体32131前端面压紧固定在第二外壳体3213的内翻沿上,所述前端壳体32131与后端壳体32132端面对接并实现对绝缘子的轴向限位。
在本发明再一实施例中,所述弹簧爪一体成型在外壳体前端。
本发明射频固定模块采用螺柱与背板配合定位,同时采用垫圈、弹垫、螺母紧固件与背板安装固定,既要保证每路射频孔位与印制板焊盘的对位精度,又需提供足够的锁紧力,以克服每路孔位的弹簧爪与背板焊盘弹性接触的反作用力。免焊接触的关键在于同时保证了内导体被外壳体与背板焊盘的弹性接触。
本发明中射频信号通过弹性接触传到射频背板上,免焊可拆卸,提高射频背板的维修性,差分接触接触件通过鱼眼压接到复合板中。
本发明背板包括至少两层堆叠固定的PCB板和固定在相邻PCB板之间形成的空腔内的由基板和固定在基板上的光纤组成的光纤层,所述PCB板通过单表表贴元器件组成射频层或高速信号层。
本发明背板采用新型光电复合板,支持大电流、单端、射频、数字和光信号集成,从上往下层依次为:PCB板层、“基板+光纤”层、PCB板层、“基板+光纤”层、……、PCB板层等,PCB板层可以选择带电信号或者不带电信号,可以根据实际情况进行自由搭配组合。
本发明建立了一种新的光链路传输模式,激光器发出的光信号直接导入到单板内,单板上的光信号再通过扩束转向直接进入到背板中,光信号在背板上通过交换处理后,在通过相反的路径回到单板上的探测器中;当对链路损耗要求比较高时,可通过板间无线直接传输。
本发明光无线光电集成链路实现装置能够实现光信号链路、射频信号链路以及数字信号链路。其中所述光信号链路的实现采用无缆化传输,该信号链路的光信号由单板1上的光电转换模块12提供,该光电转换模块12的VCSEL激光器发射的光信号经透镜汇聚后由光刻凹面镜技术(或转向棱镜)反射入光波导芯层(或光纤)中;在单板与背板对插处,通过耦合扩束透镜来保证单板平行无线出光,光电复合板端通过转向棱镜(或凹面镜技术)来接收汇聚该平行光并引入到光电复合背板的光纤(或光波导)内;然后经过光纤(或光波导)的传输,把光信号引导到另一块波导单板或者外部去。
除了上述的光传输链路外,光信号还可以直接通过单板上无线光信号收/发模块来完成波导单板间的无线光传输。除相邻板间外,若需互连的板间有其他的板体遮挡,可以通过在阻挡的板体上开豁口实现无线传输。优点:如果对链路的损耗要求较高时,可以选择采用板间无线的方式,避免通过背板的多次中转而引入较大的光链路损耗。
所述射频信号链路的实现包括:一集成插头的射频线缆引入外部射频信号,并将该射频信号由集成插座的射频模块传至背板的射频信号层,该射频信号层的射频信号经另一集成连接器的插座传至插头并由插头端射频线缆引入到外部。该链路目前可以支持40GHz射频信号的传输,但并不限定于此。在本发明实施例中,所述射频信号层在背板最上层,但并不限定于此。
所述数字信号链路的传输如下:插头端的差分模块引入单板或外部的高速信号,并将该信号传至插座端差分模块中,位于背板中间层的高速信号与集成化连接器插座中的差分模块通过鱼眼压接的方式导通并接收插座差分模块传递的高速信号,另一插座差分模块通过与其插合的插头的差分模块将背板高速信号层的高速信号引入到单板/外部进行处理。该背板高速信号层可以为单板上的激光器/探测器供电,该链路目前可以支持25Gbps高速信号传输。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明做任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种光无线光电集成链路,其特征在于,包括:
光信号链路:光电转换模块的激光器发射的光信号经转向机构反射入单板的波导层中并经该波导层端面处耦合的平行扩束透镜无线传输至背板光纤层前端的转向棱镜,并经该转向棱镜转向汇聚进入背板光纤前端的MT接触件中,然后经光纤的传输由相反路径进入另一单板/外部,从而实现光信号的无缆传输;所述光信号还可以通过单板上无线光信号收/发模块来完成波导单板间的无线光传输,以避免信号通过背板的多次中转而引入较大的光链路损耗;所述MT接触件能够在背板上沿其轴向前后浮动,以减小装配精度要求;
射频信号链路:背板射频信号层的射频信号经集成连接器的插座传至插头并由插头端射频线缆引入到外部;
数字信号链路:背板高速信号层的高速信号由集成连接插座差分模块经插头差分模块引入到单板/外部。
2.一种权利要求1所述的光无线光电集成链路的实现装置,其特征在于,包括具有光信号层、射频信号层以及高速信号层的背板和插接在该背板上的多个具有用于传输光信号的光波导层和用于传输射频信号和/或高速信号的电印制板层的单板,其中所述单板一侧固定有具有差分模块和射频模块的插头;所述背板上固定具有差分模块和射频模块的插座;固定在单板上的光电转换模块与单板波导层之间通过转向机构实现光的垂直无线传输;所述单板通过其插接端波导层耦合部件与背板端转向棱镜的配合实现背板与单板间光信号的垂直无线传输;所述单板之间还通过无线光信号收/发模块实现无线光传输。
3.根据权利要求2所述的光无线光电集成链路实现装置,其特征在于,其中所述的光电转换模块包括光有源器件和与该光有源器件同轴耦合用于实现光信号的汇聚整形的凸透镜阵列,该光有源器件通过倒装焊技术装配在与电印制板连接的基板上,该电印制板通过金丝引线与光有源器件连接。
4.根据权利要求2所述的光无线光电集成链路实现装置,其特征在于,其中所述的光电转换模块与单板波导层之间的转向机构为波导层由光刻凹面镜技术取得的球形凹面镜。
5.根据权利要求2所述的光无线光电集成链路实现装置,其特征在于,其中所述的耦合部件前端还耦合有用于实现单板波导层平行无线出光的平行扩束镜。
6.根据权利要求5所述的光无线光电集成链路实现装置,其特征在于,经所述平行扩束镜整形后的单板光信号经背板MT光纤接触件前端的转向棱镜转向后由该MT光纤接触件传至光纤内。
7.根据权利要求2所述的光无线光电集成链路实现装置,其特征在于,其中进行无线光传输的单板之间遮挡有其他单板时,通过在遮挡单板上开设豁口实现无线传输。
8.根据权利要求2所述的光无线光电集成链路实现装置,其特征在于,其中所述插座的射频模块包括弹性射频接触件和射频固定模块,其中所述射频固定模块轴向弹性浮动地固定在背板上,所述弹性射频接触件装配在射频固定模块的安装孔内并具有通过前端轴向弹性浮动的浮动端与背板焊盘弹性连接的内导体。
9.根据权利要求8所述的光电集成链路的实现装置,其特征在于,其中所述的射频固定模块设有用于与弹性射频接触件擒纵配合的射频孔位,固定在射频孔位内的弹簧爪通过其上伸出射频孔位形成回弹高度h的弹爪实现射频固定模块与背板之间的弹性接触和轴向浮动。
10.根据权利要求8所述的光电集成链路的实现装置,其特征在于,其中所述的弹性射频接触件固定装配在射频固定模块上的射频孔位内,且该弹性射频接触件外壳体前端固定/一体成型有弹簧爪,该插座射频模块通过弹簧爪伸出的弹爪实现与背板焊盘的弹性浮动连接和接触。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112485868B (zh) * 2020-11-03 2022-08-23 中航光电科技股份有限公司 一种光电转换器与复合光电板连接耦合结构
CN114019620A (zh) * 2021-10-27 2022-02-08 中航光电科技股份有限公司 一种多芯集成无线光传输模块的组件
CN115308853A (zh) * 2022-07-29 2022-11-08 中航光电科技股份有限公司 无缆化光传输系统及其信号传输链路
WO2024045073A1 (zh) * 2022-08-31 2024-03-07 华为技术有限公司 一种连接器、通信系统和车辆
CN117130110B (zh) * 2023-10-25 2024-02-23 西安电子科技大学 一种集成液冷散热的光电转接插座

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI522668B (zh) * 2009-02-25 2016-02-21 Hitachi Chemical Co Ltd Optical waveguide and optical waveguide module
JP5734709B2 (ja) * 2011-03-17 2015-06-17 富士通株式会社 光コネクタ及び電子情報機器
CN103441380B (zh) * 2013-09-16 2015-11-18 上海航天科工电器研究院有限公司 一种防误插带锁紧的io连接器
JP6674691B2 (ja) * 2014-12-10 2020-04-01 日東電工株式会社 光電気混載基板
CN104466536A (zh) * 2014-12-30 2015-03-25 上海航天科工电器研究院有限公司 一种混装连接器
CN107231189A (zh) * 2016-03-24 2017-10-03 中兴通讯股份有限公司 一种用于光背板光信号检测的装置及方法
CN106374279B (zh) * 2016-08-25 2018-08-31 中国电子科技集团公司第十研究所 集成贴装射频接插连接器
CN208188411U (zh) * 2018-05-28 2018-12-04 上海航天科工电器研究院有限公司 一种高速差分信号与mt光纤集成的连接器
CN109473805A (zh) * 2018-09-27 2019-03-15 华为技术有限公司 一种连接器及背板互连系统
CN110867688A (zh) * 2019-12-30 2020-03-06 遵义市飞宇电子有限公司 一种背板连接器

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