CN113114358A - 大偏移光接触件、光互连组件及远距离空间光通信系统 - Google Patents

大偏移光接触件、光互连组件及远距离空间光通信系统 Download PDF

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Abstract

本发明关于一种大偏移光接触件、光互连组件及远距离空间光通信系统，该大偏移光接触件包括前端用于对接收的光束进行聚焦或扩束的透镜和后端用于耦合定位插针部件的定位孔，还包括用于实现插针部件和透镜之间光路转变的棱镜。当两个大偏移光接触件在实现大偏移有源光传输时，其尾部定位孔内的插针部件通过光缆连接，前端透镜分别与空间光发射模块和空间光接收模块对应设置实现空间光的发射和接收；两个大偏移光接触件在实现大偏移无源光传输时，两接触件尾部插针部件分别通过线缆与光发射器件和光接收器件连接，前端透镜相对同轴布置分别进行光的扩束发射和接收聚焦。本发明接触件缩短了轴向距离，使结构扁平化，节约空间，应用于受限的环境。

Description

大偏移光接触件、光互连组件及远距离空间光通信系统
技术领域
本发明属于光传输技术领域，具体涉及一种大偏移光接触件光互连组件及远距离空间光通信系统。
背景技术
现有有源模块或无源器件在进行空间光的传输时，对发射端和接收端往往受限于发射端和接收端的距离，无法满足长距离传输的要求。且发射端和接收端的相对位置以及角度等都有严格的要求，因此，如何实现空间光的长距离传输以及如何实现发射和接收端在距离和角度等方面的大幅度调整是亟需解决的问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种新型结构的大偏移光互连组件，其通过使用集透镜与棱镜一体的大偏移光接触件以及耦合定位在该接触件尾部的插针部件以及光缆的设置实现大直径光束的远距离传输，且可通过光缆的设置实现大偏移光接触件以及光接收和发射部件在相对位置和相对角度上的偏移。
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大偏移光接触件，包括前端用于对接收的光束进行聚焦或扩束的透镜和后端用于耦合定位插针部件的定位孔，该接触件还包括用于实现插针部件和透镜之间光路转变的棱镜。
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。
前述的大偏移光接触件，所述棱镜与所述透镜和插针部件的中心轴之间均具有45度的夹角。
前述的大偏移光接触件，该大偏移光接触件前端面上还设有用于实现空间光发射/接收端与透镜精准定位的对准定位孔。
前述的大偏移光接触件，所述定位孔为阶梯孔，其前端的小径端与插针部件前端的插针耦合定位，后端的大径端与插针部件后端的法兰盘点胶固定。
前述的大偏移光接触件，所述定位孔前端还设有与所述插针部件前端对应的光学窗口。
本发明的目的及解决其技术问题还可以采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种大偏移光互连组件，包括两个上述的大偏移光接触件，该大偏移光接触件通过其内的棱镜将前端透镜聚焦的光束反射汇聚至插针部件连接的光缆内或将尾部插针部件光缆传输的光束反射至前端透镜；上述两个大偏移光接触件在实现大偏移有源光传输时，其尾部定位孔内的插针部件通过光缆连接，前端透镜分别与空间光发射模块和空间光接收模块对应设置实现空间光的发射和接收；上述两个大偏移光接触件在实现大偏移无源光传输时，两接触件尾部插针部件分别通过线缆与光发射器件和光接收器件连接，前端透镜相对同轴布置分别进行光的扩束发射和接收聚焦。
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。
前述的大偏移光互连组件，当进行有源光大偏移传输时，两个大偏移光接触件通过其连接光缆实现相对位置和相对角度的调节。
前述的大偏移光互连组件，当进行有源光大偏移传输时，与两个大偏移光接触件对应的空间光发射和空间光接收模块中至少一个可沿相应大偏移光接触件前端透镜轴向调节。
本发明的目的及解决其技术问题又可以采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种远距离空间光通信系统，包括两个上述的大偏移光接触件、光发射模块以及光接收模块，当所述光发射模块和光接收模块为空间光通信时，两个所述大偏移光接触件尾部定位孔内的插针部件通过光缆连接，前端透镜分别与空间光发射模块和空间光接收模块对应设置实现空间光的发射和接收；当所述光发射模块和光接收模块为光缆通信时，两个所述大偏移光接触件尾部插针部件分别通过线缆与光发射器件和光接收器件连接，前端透镜相对同轴布置分别进行光的扩束发射和接收聚焦。
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，本发明大偏移光互连组件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：
本发明大偏移光互连组件可针对空间光模块出射的大光斑，采用透镜与棱镜的组合方式，透镜对光斑进行聚焦，棱镜使光路反射转向，最后耦合进接收光纤中，缩短轴向距离，使结构扁平化，节约空间，应用于受限的环境。
本发明大偏移光互连组件能够实现空间光通信系统中综合层的互连通信，能够极大的压缩轴向尺寸，更好的满足结构扁平化的发展需求。
本发明光互连组件还具有以下特点：
(1)大光斑耦合：光接触件接收空间光发射模块发出的大光斑，，透镜对光束进行聚焦，耦合进入光纤中，使光信号在光纤中传输，实现远距离传输。
(2)光路反射：透镜聚焦的光束，在斜面上反射，改变光束的传输路径，同时改变了光束聚焦点所在的中心轴。
(3)远距离传输：通过光接触件将光束耦合进入光纤，耦合精度接触件来保证。
(4)耐灰尘污染：光接触件采用透镜接收大光斑，扩束非接触连接，降低了光路对灰尘杂质的敏感度。
附图说明
图1为本发明实施例1大偏移光互连组件实现有源模块对接的使用状态图；
图2为本发明实施例1大偏移光互连组件实现有源模块对接时的组成示意图；
图3为图2的剖视图；
图4为本发明大偏移光接触件结构示意图；
图5为本发明大偏移光接触件另一视向图；
图6为本发明大偏移光接触件剖视图；
图7为本发明大偏移光接触件连接示意图；
图8为图7的剖视图；
图9为本发明实施例2大偏移光互连组件实现无源模块对接的使用状态图。
【主要元件符号说明】
1：光发射模块
2：光接收模块
3：综合信号传输层
4：大偏移光互连组件
5：第一大偏移光接触件
6：第二大偏移光接触件
7：透镜
8：棱镜
9：插针部件
10：光学窗口
11：定位面
12：定位孔
13：光缆
14：光纤活动接头
15：中心轴
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大偏移光互连组件其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
请参阅图1-9，其为本发明大偏移光互连组件的各部分结构示意图，该大偏移光互连组件包括第一大偏移光接触件5和第二大偏移光接触件6，该第一大偏移光接触件5和第二大偏移光接触件6前端均设有用于对光束进行聚焦或扩束的透镜7，尾部均设有与插针部件9适配的定位孔12。插针部件9通过大偏移接触件的定位孔12进行耦合定位，插合到位后，尾部点胶固定。在本发明实施例中，所述定位孔12为前小后大的阶梯孔，其前端的小径端用于与插针部件9前端的插针耦合定位，后端的大径端用于与插针部件9后端法兰盘通过点胶固定。且所述耦合定位在该定位孔12内的插针部件9前端插针平面与该定位孔12前端的定位面11贴合，其该插针的平面中部与定位孔12前端对应的光学窗口10相对。
所述大偏移光接触件内还设有与前端透镜7以及后端定位孔12的轴线之间均有倾角的棱镜8，该棱镜8能够将大偏移光接触件前端透镜聚焦的光束反射汇聚至插针部件9尾部的光缆内或将由大偏移光接触件尾部插针部件连接的光缆传输的光束反设至前端透镜。
较佳的，所述前端透镜7和后端定位孔12的轴线之间呈90度分布，所述棱镜8位于二者之间的45度斜面上，实现二者之间光传输的转向。在本发明实施例中，所述大偏移光接触件与插针部件的定位面，为透镜对45度斜面上的镜像焦点平面。
在本发明实施例1中，所述大偏移光互连组件可以用于实现有源模块之间的远距离光传输，请参阅图1，在该实施例中，所述有源模块包括光发射模块1和光接收模块2，其中第一大偏移光接触件5前端的透镜与光发射模块1同轴相对设置，第二大偏移光接触件6前端的透镜与光接收模块2同轴相对设置，且第一大偏移光接触件5和第二大偏移光接触件6后端的定位孔内均耦合定位有插针部件，连接在上述插针部件尾部的光缆将第一大偏移光接触件5和第二大偏移光接触件6连通。
所述第一大偏移光接触件5前端的透镜接收光发射模块1出射的大直径光束，并对该大直径光束进行聚焦，然后通过棱镜使该聚焦后的光束反射转向，最后耦合进该第一大偏移光接触件5后端插针部件尾部的光缆中。上述光束经该光缆由第二大偏移光接触件6尾部的插针部件进入第二大偏移光接触件6中，然后通过第二大偏移光接触件6内棱镜的反射转向进入前端透镜中，经该透镜扩束后由空间光接收模块2接收，完成有源光的远距离传输。
本发明光互连组件在进行有源光的长距离传输时，仅需保证第一大偏移光接触件5的透镜与光发射模块1发射的光束同轴设置，即透镜能够正对光发射模块1的出射光束；第二大偏移光接触件6的透镜正对光接收模块5，使得由该透镜出射的光束正好进入光接收模块5内，其他位置和角度信息均不做限定，可根据需要调整大偏移光接触件与其对应的光发射或接收模块之间的间距，也可根据需要调整光缆两端的大偏移光接触件之间的相对位置以及相对角度，实现较大位置差内的光传输。
为了增强大偏移光接触件与光发射/接收模块之间的传输精度，所述大偏移光接触件前端面上还设有用于保证透镜与光发射或接收模块之间对准精度的对准定位孔。
本发明还提供一种远距离空间光通信系统，该系统包括光发射模块1、光接收模块2以及综合信号传输层3，该综合信号传输层3包括尾部通过光缆13连接的第一大偏移光接触件5和第二大偏移光接触件6，其中第一大偏移光接触件5前端透镜与光发射模块1精准对应，以接收该光发射模块发射的光束；第二大偏移光接触件6前端透镜与光接收模块2精准对应。
请参阅图9，其为本发明光互连组件实施例2的使用状态图，此时，该光互连组件用于实现光无源器件之间的远距离空间光传输。在该实施例中，所述第一大偏移光接触件5和第二大偏移光接触件6分别通过其尾部插针部件连接的光缆与一个光纤活动接头14连接，两个光纤活动接头14之间光信号的传输通过第一大偏移光接触件5和第一大偏移光接触件6来实现，所述第一大偏移光接触件5和第一大偏移光接触件6前端透镜同轴相对设置，以实现光束的传递。在该实施例中，仅需保证两大偏移光接触件前端透镜中心轴重合，即可实现空间光的传输。
本发明光互连组件能够实现空间光通信综合层之间的光互连传输。采用透镜与棱镜的组合方式，透镜对光斑进行聚焦，棱镜使光路反射转向，最后耦合进接收光纤中，能够实现空间光通信系统中综合层的互连通信，能够极大的压缩轴向尺寸，更好的满足结构扁平化的发展需求。节约空间，应用于受限的环境。
本发明的大偏移光互连组件，适配单芯陶瓷插针，可用于大光斑的接收，反射面实现会聚光束的反射，使光路方向发生偏转，光束焦平面会聚在大偏移光接触件的定位平面，将研磨好的陶瓷插针，插入大偏移光接触件的定位孔，实现光束的耦合定位，使会聚光束进入陶瓷插针部件的光纤，进行远距离传输。
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 (9)

1.一种大偏移光接触件，其特征在于：包括前端用于对接收的光束进行聚焦或扩束的透镜和后端用于对插针部件耦合定位的定位孔，该接触件还包括用于实现插针部件和透镜之间光束传输路径转变的棱镜。
2.根据权利要求1所述的大偏移光接触件，其特征在于：所述棱镜与所述透镜和插针部件的中心轴之间均具有45度的夹角。
3.根据权利要求1所述的大偏移光接触件，其特征在于：该大偏移光接触件前端面上还设有用于实现空间光发射/接收端与透镜之间精准定位的对准定位孔。
4.根据权利要求1所述的大偏移光接触件，其特征在于：所述定位孔为阶梯孔，其前端的小径端与插针部件前端的插针耦合定位，后端的大径端与插针部件后端的法兰盘点胶固定。
5.根据权利要求4所述的大偏移光接触件，其特征在于：所述定位孔前端还设有与所述插针部件前端对应的光学窗口。
6.一种大偏移光互连组件，其特征在于：包括两个权利要求1-5任一所述的大偏移光接触件，该大偏移光接触件通过其内的棱镜将前端透镜聚焦的光束反射汇聚至插针部件连接的光缆内或将尾部插针部件光缆传输的光束反射至前端透镜；上述两个大偏移光接触件在实现大偏移有源光传输时，其尾部定位孔内的插针部件通过光缆连接，前端透镜分别与空间光发射模块和空间光接收模块对应设置实现空间光的发射和接收；上述两个大偏移光接触件在实现大偏移无源光传输时，两接触件尾部插针部件分别通过线缆与光发射器件和光接收器件连接，前端透镜同轴相对布置分别进行光的扩束发射和接收聚焦。
7.根据权利要求6所述的大偏移光互连组件，其特征在于：当进行有源光大偏移传输时，两个大偏移光接触件通过其连接光缆实现相对位置和相对角度的调节。
8.根据权利要求6所述的大偏移光互连组件，其特征在于：当进行有源光大偏移传输时，与两个大偏移光接触件对应的空间光发射和空间光接收模块中至少一个可沿相应大偏移光接触件前端透镜轴向调节。
9.一种远距离空间光通信系统，其特征在于，包括两个权利要求1-5任一所述的大偏移光接触件、光发射模块以及光接收模块，当所述光发射模块和光接收模块为空间光通信时，两个所述大偏移光接触件尾部定位孔内的插针部件通过光缆连接，前端透镜分别与空间光发射模块和空间光接收模块对应设置实现空间光的发射和接收；当所述光发射模块和光接收模块为光缆通信时，两个所述大偏移光接触件尾部插针部件分别通过线缆与光发射器件和光接收器件连接，前端透镜相对同轴布置分别进行光的扩束发射和接收聚焦。
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