CN113701660B - 光传感解调模块和光传感系统 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种光传感解调模块和光传感系统，本申请的光传感解调模块包括：封装外壳、功能电路、光接收组件和光发射组件，封装外壳的第一侧面上设有第一光纤接口和第二光纤接口，第二侧面上设有电接口；功能电路与电接口连接，光接收组件连接第一光纤接口与功能电路，光发射组件连接第二光纤接口与功能电路，其中，功能电路为靠近第二侧面设置，光接收组件和光发射组件均为靠近第一侧面设置，光接收组件和光发射组件沿第一光纤接口指向第二光纤接口的方向间隔设置。故本申请通过合理的结构布局设计，结构紧凑，缩小了光传感解调模块的体积，降低了成本，使得光传感解调模块趋于微型化和标准化，利于光传感解调模块的安装操作，扩大了其适用范围。
Description
技术领域
本申请涉及光传感技术的领域，具体而言，涉及一种光传感解调模块和光传感系统。
背景技术
光传感系统凭借抗电磁干扰、电绝缘性好、耐高温高压、可分布式测量等电类传感不具备的特有优点，在航空航天、隧道桥梁、油罐煤田、交通运输等领域被广泛应用，利用光传感系统实现对应变、温度、振动等多种物理量的测量。
一般，光传感系统包括传感和解调两个过程。传感过程是指外界参量(如温度、应变等)对光的强度、波长、相位光参数等进行调制。而解调过程与传感过程相反，是将传感器反映的光参数的变化量和外界参量变化相对应的精确测量技术，即当监测环境对象发生改变时，光传感器的输出光参数会有相应的偏移，且光参数的偏移量与被测量的变化存在一定的比例关系。
现有技术中，光传感解调仪器内部各光学部件需要通过耦合器、准直器、环形器和滤波器等光学元件协助光传感解调仪器进行发送端和接收端的精确电光、光电转换。因此，现有技术中的光传感解调仪没有固定的行业标准，体积较大，难以集成，不符合当下传感系统微型化的趋势；且体积较大还具有安装操作不便利的弊端，适用范围小，难以和现有的线路终端设备直接连接实现传感场景的在线监测。另外由于需要耦合器、准直器、环形器和滤波器等多个光学元件，成本昂贵，适用范围小，不适用于普通的用户。
发明内容
本申请的目的是提供一种光传感解调模块和光传感系统，其通过合理的结构布局设计，缩小了光传感解调模块的体积。
为了实现上述目的，
第一方面，本申请提供一种光传感解调模块包括：封装外壳、功能电路、光接收组件和光发射组件，封装外壳具有相对设置的第一侧面和第二侧面，所述第一侧面上设有第一光纤接口和第二光纤接口，所述第二侧面上设有电接口；功能电路设于所述封装外壳内并为靠近所述第二侧面设置，且所述功能电路与所述电接口连接；光接收组件设于所述封装外壳内并为靠近所述第一侧面设置，且所述光接收组件连接所述第一光纤接口与所述功能电路，用于接收所述第一光纤接口处输入的光信号，将其转换为电信号并发送至所述功能电路；光发射组件设于所述封装外壳内并为靠近所述第一侧面设置，且所述光发射组件连接所述第二光纤接口与所述功能电路，用于接收所述功能电路输入的电信号，将其转换为光信号并发送至所述第二光纤接口处；其中，所述光接收组件和所述光发射组件沿所述第一光纤接口指向所述第二光纤接口的方向成间隔设置，所述光接收组件和所述光发射组件均与所述功能电路沿所述第一侧面指向第二侧面的方向成间隔设置。
于一实施例中，所述光接收组件包括：光电探测器芯片、放大电路、以及数模转换芯片，光电探测器芯片连接所述第一光纤接口；放大电路连接光电探测器芯片；数模转换芯片连接所述放大电路；所述功能电路包括：通讯芯片以及采集芯片，通讯芯片连接所述电接口和所述数模转换芯片；采集芯片连接所述电接口和所述数模转换芯片。
于一实施例中，所述光接收组件还包括：电流电压转换芯片，电流电压转换芯片连接所述光电探测器芯片和所述放大电路。
于一实施例中，所述光发射组件包括：发光件、驱动芯片和温控芯片，发光件连接所述第二光纤接口；驱动芯片连接所述发光件；温控芯片连接所述发光件；所述功能电路包括：控制芯片，控制芯片连接所述电接口、所述驱动芯片和所述温控芯片。
于一实施例中，所述发光件为激光器芯片或发光二极管。
于一实施例中，所述发光件为可调谐激光器芯片。
于一实施例中，所述驱动芯片和所述温控芯片为一体的。
于一实施例中，所述控制芯片与所述采集芯片为一体的。
于一实施例中，所述功能电路包括：电源芯片，电源芯片连接所述电接口。
第二方面，本申请提供一种光传感系统，包括：上位机、光传感器、多个光纤以及至少一个前述实施方式任一项所述的光传感解调模块；多个光纤将所述第一光纤接口、所述光传感器和所述第二光纤接口连接在一起；上位机连接所述电接口。
本申请与现有技术相比的有益效果是：
本申请通过基于封装壳体上第一光纤接口、第二光纤接口以及电接口的设计，将所有元件封装于封装壳体内，集成度高，利于与其它器件连接。且本申请通过合理的结构布局设计，合理划分封装壳体以安装功能电路、光接收组件和光发射组件，结构紧凑，缩小了光传感解调模块的体积，降低了成本，使得光传感解调模块趋于微型化和标准化，利于光传感解调模块的安装操作，扩大了其适用范围，使其能够直接与OLT(Optical LineTerminal，光线路终端)、交换机、服务器等设备配套使用，实现光传感场景的在线监测。另外，本申请无需耦合器、准直器、环形器和滤波器等多个光学元件，降低了光传感解调模块的成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请一实施例示出的光传感解调模块的结构示意图。
图2为本申请一实施例示出的光传感系统的结构示意图。
图标：1-光传感系统；200-上位机；300-光纤；400-光传感器；500-光传感解调模块；510-封装外壳；511-第一侧面；512-第二侧面；513-电接口；514-第一光纤接口；515-第二光纤接口；520-功能电路；521-电源芯片；522-控制芯片；523-通讯芯片；524-采集芯片；530-光接收组件；531-光电探测器芯片；532-电流电压转换芯片；533-放大电路；534-数模转换芯片；540-光发射组件；541-发光件；542-驱动芯片；543-温控芯片。
具体实施方式
术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，并不表示排列序号，也不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“左”、“右”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。
下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述。
请参照图1，其为本申请一实施例示出的光传感解调模块500的结构示意图。一种光传感解调模块500，包括：封装外壳510、功能电路520、光接收组件530和光发射组件540，功能电路520、光接收组件530和光发射组件540均设于封装外壳510内。封装外壳510上设有第一光纤接口514、第二光纤接口515和电接口513，第一光纤接口514用于光输入，第二光纤接口515用于光输出，电接口513用于电信号的输入和输出，功能电路520与电接口513连接，光接收组件530连接第一光纤接口514与功能电路520，用于接收第一光纤接口514处输入的光信号，将其转换为电信号并发送至功能电路520；光发射组件540连接第二光纤接口515与功能电路520，用于接收功能电路520输入的电信号，将其转换为光信号并发送至第二光纤接口515处。
本实施例可以通过光发射组件540把电信号转换为光信号，通过光接收组件530把光信号转换为电信号，实现光传感器400信号的解调(光强度和波长的解调)。且本实施例基于封装壳体上第一光纤接口514、第二光纤接口515以及电接口513的设计，将功能电路520、光接收组件530和光发射组件540等所有元件均封装于封装壳体内，集成度高，利于与其它器件的连接。
光传感解调模块500光路部分的封装方式可以是CFP(Centum gigabits FormPluggable，密集波分光通信模块)、CFP2、CFP4或CFP8等。其中，采用CFP2封装方式的模块体积是采用CFP封装方式的二分之一，采用CFP4封装方式的模块体积是采用CFP封装方式的四分之一。而采用CFP8封装方式的模块体积与采用CFP2封装方式的模块体积相当。采用CFP封装方式的模块可以支持100Gbps数据传输，既可以支持单个100G信号，也可以支持一个或多个40G信号；采用CFP8封装方式的模块可以支持400G信号。
本实施例采用的是CFP封装方式，电接口513、第一光纤接口514和第二光纤接口515均采用标准CFP封装方式中相应的接口类型且与光接收组件530和光发射组件540具有良好的准直性能。且由于采用CFP封装方式，则可以支持热插拔，配置相对灵活，通讯方式便利，能够简化网络，减少故障点，而且性能上更为稳定和高效。再者，由于采用CFP封装方式，缩小了光传感解调模块500的物理尺寸，降低了成本，使得光传感解调模块500趋于微型化和标准化，利于光传感解调模块500的安装操作，扩大了其适用范围，能够直接插在OLT(Optical Line Terminal，光线路终端)、交换机、服务器等设备上，实现光传感场景的在线监测。另外，本实施例无需耦合器、准直器、环形器和滤波器等多个光学元件，降低了光传感解调模块500的成本。
封装壳体的材质可以是金属、陶瓷和塑料中的一种或几种。封装壳体不仅可以起到固定、安装以及连接的作用，还可以起到保护内部芯片及增强电热性能等方面的作用。封装外壳510可以是长方体形状、五棱柱、六棱柱、圆柱体形状或者其他形状。本实施例中，封装外壳510的材质是金属。封装外壳510的形状为标准CFP封装方式中相应的标准形状。
封装外壳510具有上下相对设置的第一侧面511和第二侧面512，第一侧面511上设有左右间隔设置的第一光纤接口514和第二光纤接口515，第二侧面512上设有电接口513。功能电路520为靠近第二侧面512设置；光接收组件530和光发射组件540均为靠近第一侧面511设置；其中，光接收组件530和光发射组件540沿第一光纤接口514指向第二光纤接口515的方向成左右间隔设置，光接收组件530和光发射组件540均与功能电路520沿第一侧面511指向第二侧面512的方向成上下间隔设置。如此设置，结构紧凑，且布局合理，进一步缩小了光传感解调模块500的体积，降低了成本，使得光传感解调模块500趋于微型化和标准化。
请参照图2，其为本申请一实施例示出的光传感系统1的结构示意图。光传感系统1包括：上位机200、光传感器400、多个光纤300以及至少一个光传感解调模块500；多个光纤300将第一光纤接口514、光传感器400和第二光纤接口515连接在一起；上位机200连接电接口513。本实施例中，光传感解调模块500设有一个，光纤300设有两个。
光接收组件530包括依次连接的光电探测器芯片531、电流电压转换芯片532、放大电路533以及数模转换芯片534，光电探测器芯片531一端连接第一光纤接口514，另一端连接电流电压转换芯片532，用于接收第一光纤接口514处光纤300输入的光信号，并把光信号转换为电信号输出至电流电压转换芯片532。功能电路520包括：通讯芯片523以及采集芯片524，通讯芯片523连接电接口513和数模转换芯片534，用于通讯；采集芯片524连接电接口513和数模转换芯片534，用于数据采集。
光发射组件540包括：发光件541、驱动芯片542和温控芯片543，发光件541可以是激光器芯片、发光二极管或者其他小型光源，发光件541连接第二光纤接口515，发光件541所发出的光可以经由第二光纤接口515处的光纤300输出；驱动芯片542连接发光件541，用于驱动发光件541发光；温控芯片543连接发光件541，用于控制发光件541的温度。
功能电路520包括：控制芯片522，控制芯片522连接电接口513、驱动芯片542和温控芯片543，控制芯片522可以接收电接口513处输入的电信号，并通过驱动芯片542和温控芯片543来控制发光件541。
功能电路520还包括：电源芯片521，电源芯片521连接电接口513，电源芯片521通过电接口513可以与上位机200的插槽相连，用于给光传感解调模块500的各个部件供电。其中电源芯片521可以根据光传感解调模块500的各个部件的适配电压进行选择。
其中，光传感解调模块500中各个部件可以是分体的，也可以根据需要集成为一个整体。例如：驱动芯片542和温控芯片543可以是分体的，也可以是一体的。控制芯片522与采集芯片524可以是分体的，也可以是一体的。本实施例中，为了进一步缩小光传感解调模块500的体积，将驱动芯片542和温控芯片543集成为一个整体，控制芯片522与采集芯片524集成为一个整体。
于一操作过程中，上位机200通过控制芯片522来控制驱动芯片542和温控芯片543，发光件541在驱动芯片542和温控芯片543的共同作用下发射出强度固定的稳定光信号，发光件541发出的光信号通过准直的第二光纤接口515和光纤300输出至光传感器400；光传感器400将该光信号调制后再经由光纤300和第一光纤接口514传输至光电探测器芯片531，光电探测器芯片531将经过调制的光信号转化为电流信号后传输至电流电压转换芯片532，电流电压转换芯片532将该电流信号转换成满足一定关系的电压信号后传输至放大电路533，放大电路533将该电压信号放大后输出相应码率的电信号至数模转换芯片534，数模转换芯片534将其进行模拟信号和数字信号的转换后经过通讯芯片523以及采集芯片524传输至上位机200，从而可以实现光传感场景的在线监测。
于一其他的实施例中，光电探测器芯片531为光伏型，光接收组件530不包括电流电压转换芯片532，通过光伏型的光电探测器芯片531直接输出电压信号。
于一其他的实施例中，光传感器400可以是波长调制型，例如：光纤光栅传感器、法布里珀罗型传感器等。为适应波长调制型的光传感器400，发光件541为可调谐激光器芯片，其波长可调谐，为避免影响光传感系统1精度，可调谐激光器芯片的波长需连续可调，且波长间隔可以为1pm，波长间隔越小精确度越高。通过选用的可调谐激光器芯片的产品参数，可知发光件541输入电压(或电流)与输出波长之间的关系。
上位机200通过控制输入的电压(或电流)来控制发光件541按一定的波长间隔(波长间隔可以为1pm)，输出从低波段到高波段(波长调谐范围可以为1530nm-1625nm)的光。此时，光接收组件530采集每个波长间隔下光传感器400输出的光强，并将检测得到的光功率信号上传至上位机200，得到离散的光波长与光传感器400输出光强之间的对应关系，且可以根据该对应关系绘制光谱图曲线，并根据数据处理结果实现对波长调制型的光传感器400的解调。
其中，光谱图曲线的绘制可以是：上位机200以发光件541输出的光波长为横坐标，以光接收组件530采集到的光强为纵坐标，将每个波长下的光强数据点均绘制到该坐标系中，并将离散的数据点用平滑的曲线连接起来。
对波长调制型的光传感器400解调的数据处理过程可以是：上位机200将该光谱图曲线与发光件541的光谱进行对比和寻峰，得到峰值点的横坐标便是光传感器400的中心波长，将峰值点的纵坐标进行转换。
于一其他的实施例中，光传感器400可以是波长调制型，发光件541为宽带光源和可调谐滤波器的组件。
本实施例中，光电探测器芯片531响应时间需≤1ns，则光电探测器芯片531的响应速度快，可以避免影响光传感系统1的速率。再者，光电探测器芯片531在满足传感器采样分辨率和灵敏度的情况下应具有尽量低的探测极限强度，需≤-16dBm，可以消除光传感器400造成的较大光损耗所带来的影响，避免影响避免光传感系统1的灵敏度。
采集芯片524的模数转换分辨率需≥16位，则采集芯片524的模数转换分辨率高，光传感系统1的精度高。再者，采集芯片524的采样频率需≥10kHz，则采集芯片524的采样频率高，光传感系统1的速率高。
当发光件541为激光器芯片或激光器模块时，其功率在保持稳定的情况下应尽量大，需≥-5dBm，则可以消除光传感器400造成的较大光损耗所带来的影响。避免影响避免光传感系统1的灵敏度。另外，光发射组件540中发光件541的器件耦合效率稳定性的参数需≤±0.02dB/小时，使得光发射组件540稳定性高，可以避免影响光传感系统1的精度。
综上，本实施例通过合理设计光发射组件540和光接收组件530中各个部件使其适用于光传感应用场景，满足高新能光传感解调要求。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例中的特征可以相互结合。
以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种光传感系统，其特征在于，包括：
光传感器；
光传感解调模块，包括：封装外壳、功能电路、光接收组件与光发射组件；封装外壳具有相对设置的第一侧面和第二侧面，所述第一侧面上设有第一光纤接口和第二光纤接口，所述第二侧面上设有电接口；功能电路设于所述封装外壳内并为靠近所述第二侧面设置，且所述功能电路与所述电接口连接；光接收组件设于所述封装外壳内并为靠近所述第一侧面设置，且所述光接收组件连接所述第一光纤接口与所述功能电路，用于接收所述第一光纤接口处输入的光信号，将其转换为电信号并发送至所述功能电路；光发射组件设于所述封装外壳内并为靠近所述第一侧面设置，且所述光发射组件连接所述第二光纤接口与所述功能电路，用于接收所述功能电路输入的电信号，将其转换为光信号并发送至所述第二光纤接口处；其中，所述光接收组件和所述光发射组件沿所述第一光纤接口指向所述第二光纤接口的方向成间隔设置，所述光接收组件和所述光发射组件均与所述功能电路沿所述第一侧面指向第二侧面的方向成间隔设置；
所述光发射组件包括：发光件，连接所述第二光纤接口；驱动芯片，连接所述发光件；温控芯片，连接所述发光件；
所述功能电路包括：控制芯片，连接所述电接口、所述驱动芯片和所述温控芯片；
多个光纤，将所述第一光纤接口、所述光传感器和所述第二光纤接口连接在一起；以及
上位机，连接所述电接口；所述上位机被配置为通过控制输入的电压或电流，来控制所述光发射组件中的发光件按一定的波长间隔，输出从低波段到高波段的光；所述光接收组件被配置为采集每个波长间隔下所述光传感器输出的光强，并将检测得到的光功率信号上传至所述上位机，以得到离散的光波长与所述光传感器输出光强之间的对应关系，根据该对应关系绘制光谱图曲线，并根据数据处理结果实现对波长调制型的所述光传感器的解调；所述发光件为可调谐激光器芯片。
2.根据权利要求1所述的光传感系统，其特征在于，所述光接收组件包括：
光电探测器芯片，连接所述第一光纤接口；
放大电路，连接光电探测器芯片；以及
数模转换芯片，连接所述放大电路；
所述功能电路包括：
通讯芯片，连接所述电接口和所述数模转换芯片；以及
采集芯片，连接所述电接口和所述数模转换芯片。
3.根据权利要求2所述的光传感系统，其特征在于，所述光接收组件还包括：
电流电压转换芯片，连接所述光电探测器芯片和所述放大电路。
4.根据权利要求2所述的光传感系统，其特征在于，所述驱动芯片和所述温控芯片为一体的。
5.根据权利要求2所述的光传感系统，其特征在于，所述控制芯片与所述采集芯片为一体的。
6.根据权利要求1至5任一项所述的光传感系统，其特征在于，所述功能电路包括：
电源芯片，连接所述电接口。
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104601244A (zh) * | 2014-12-22 | 2015-05-06 | 武汉电信器件有限公司 | 一种400Gb/s热插拔高速光收发模块 |
| CN110048778A (zh) * | 2019-03-19 | 2019-07-23 | 北京航天时代光电科技有限公司 | 一种基于bga封装的高速多通道并行光收发模块及测试装置 |
| CN110806233A (zh) * | 2019-10-28 | 2020-02-18 | 中广核核电运营有限公司 | 用于压力容器的光纤光栅传感器装置及检测装置 |
Family Cites Families (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2986613B2 (ja) * | 1992-05-27 | 1999-12-06 | 株式会社日立製作所 | 光伝送モジュール |
| CN103389119A (zh) * | 2012-05-10 | 2013-11-13 | 河南科信电缆有限公司 | 一种碳纤维光电复合导线传感采集处理分析系统 |
| CN102680581B (zh) * | 2012-06-07 | 2014-08-20 | 北京航空航天大学 | 一种自带温度补偿的匹配型光纤光栅声发射传感方法 |
| CN202734839U (zh) * | 2012-08-07 | 2013-02-13 | 武汉理工光科股份有限公司 | 便携式光纤光栅波长解调仪 |
| US9857176B2 (en) * | 2013-06-20 | 2018-01-02 | Tubitak (Turkiye Bilimsel Ve Teknolojik Arastirma Kurumu) | Dynamically monitoring the instantaneous zero rotation rate voltage of interferometric fiber optic gyroscope (IFOG) |
| CN103344265B (zh) * | 2013-07-06 | 2015-08-26 | 北京航空航天大学 | 一种光纤光栅解调仪 |
| JP6269852B2 (ja) * | 2014-10-08 | 2018-01-31 | 日本電気株式会社 | 光送信器及び光送受信器 |
| CN104655593A (zh) * | 2015-01-21 | 2015-05-27 | 中国科学院广州地球化学研究所 | 一种基于脉冲激发的光释光测控装置 |
| CN105806374B (zh) * | 2016-05-06 | 2019-02-26 | 深圳市畅格光电有限公司 | 一种光纤光栅波长的解调方法 |
| CN106100747A (zh) * | 2016-05-31 | 2016-11-09 | 武汉光迅科技股份有限公司 | 基于pam4调制的光收发模块 |
| CN113937901A (zh) * | 2016-08-26 | 2022-01-14 | 纽卡润特有限公司 | 无线连接器系统 |
| CN107800486A (zh) * | 2016-09-06 | 2018-03-13 | 方密技术（深圳）有限公司 | 电接口兼容的双通道紧凑小型可插拔csfp光模块 |
| CN106482864B (zh) * | 2016-10-19 | 2023-07-14 | 山东省科学院激光研究所 | 一种温度控制方法、装置及光纤光栅传感系统 |
| US10444072B2 (en) * | 2017-03-21 | 2019-10-15 | Nanyang Technological University | Optical sensor, sensor arrangement and method for sensing |
| CN107014478B (zh) * | 2017-04-10 | 2019-03-05 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 用于光纤矢量水听器的调制解调装置 |
| JP2019047338A (ja) * | 2017-09-01 | 2019-03-22 | 日本電信電話株式会社 | デジタル信号処理回路、光送受信機、及び光送受信機の駆動方法 |
| CN208723903U (zh) * | 2018-09-12 | 2019-04-09 | 武汉光迅科技股份有限公司 | 一种基于PAM4调制的400Gbit/s EML光收发模块 |
| CN210075243U (zh) * | 2019-07-07 | 2020-02-14 | 深圳市讯达利科技发展有限公司 | 一种光模块控制装置 |
| CN111121840A (zh) * | 2020-01-21 | 2020-05-08 | 佛山科学技术学院 | 基于fpga的光纤光栅解调系统以及光纤系统 |
| CN212905591U (zh) * | 2020-09-02 | 2021-04-06 | 武汉电信器件有限公司 | 一种光电收发一体模块 |
| CN112179552B (zh) * | 2020-10-09 | 2021-11-05 | 南京工程学院 | 光纤触觉传感阵列及方法、信号解调光路及方法 |
| CN112505713A (zh) * | 2020-11-27 | 2021-03-16 | Oppo（重庆）智能科技有限公司 | 距离测量装置及方法、计算机可读介质和电子设备 |
| CN113447052A (zh) * | 2021-06-07 | 2021-09-28 | 武汉光迅科技股份有限公司 | 一种光接收组件及光传感设备 |
| CN113701660B (zh) * | 2021-09-29 | 2024-06-21 | 欧梯恩智能科技(苏州)有限公司 | 光传感解调模块和光传感系统 |
-
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104601244A (zh) * | 2014-12-22 | 2015-05-06 | 武汉电信器件有限公司 | 一种400Gb/s热插拔高速光收发模块 |
| CN110048778A (zh) * | 2019-03-19 | 2019-07-23 | 北京航天时代光电科技有限公司 | 一种基于bga封装的高速多通道并行光收发模块及测试装置 |
| CN110806233A (zh) * | 2019-10-28 | 2020-02-18 | 中广核核电运营有限公司 | 用于压力容器的光纤光栅传感器装置及检测装置 |
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