一种光斑半径连续可调的有源光纤线的制作方法

1.本发明涉及信号传输领域，更具体地说，它涉及一种光斑半径连续可调的有源光纤线。


背景技术：

2.在我们还在沉浸在4k的视听盛宴中的时候，业内已经开始在8k上发力了，除了显示终端和视频源外，最重要的是还需要一根能够满足8k传输需求的线缆，目前hdmi2.0的传输上限是18gbps，而这个数据传输速度不能满足8k传输的需求。
3.为了解决带宽不足的问题，对于8k设备来说有两种解决方案：其一是直接升级到hdmi2.1传输线缆，相对于hdmi2.0的带宽上限，hdmi2.1的带宽升级到了48gbps，能够满足8k数据传输速度的需求，但是hdmi2.1传输线缆的成本很高。
4.其二是通过4根hdmi2.0传输线缆进行数据传输，通过4根hdmi2.0的线材共同完成数据的传输。在信号传输领域中，发射端将电信号通过光电传感器转换为光信号，接收端则是相反过程，是将光信号转换为电信号还原音视频信号。而在多根光纤传输过程中，如何保证信号高质量同步传输，成为本领域亟待解决的痛点。
5.因此，现有技术还有待改进与发展。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种光斑半径连续可调的有源光纤线，达到满足多路光纤传输的同步校准功能的目的。
7.本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
8.一种光斑半径连续可调的有源光纤线，其中，包括基座、设置在所述基座上的多组光纤线以及对应设置于所述光纤线的变焦模块，所述变焦模块包括多组对应设置于光纤线的变焦透镜组件、对应设置在所述变焦透镜组件与所述光纤线之间的定透镜组件、用于同步调节多组所述变焦透镜组件焦距的传动组件以及激光发射源。
9.所述的光斑半径连续可调的有源光纤线，其中，所述激光发射源包括设置在所述变焦透镜组件一端的垂直腔面发射激光器以及用于将所述垂直腔面发射激光器发射出的激光反射到所述变焦透镜组件内的反射镜。
10.所述的光斑半径连续可调的有源光纤线，其中，所述定透镜组件、传动组件以及激光发射源均设置在一座体上，所述垂直腔面发射激光器贴片设置在所述座体上，所述反射镜呈45度角设置且用于将所述垂直腔面发射激光器发出的垂直光线转化为水平光线。
11.所述的光斑半径连续可调的有源光纤线，其中，所述变焦透镜组件包括透镜底座、设置在所述透镜底座上的入光侧定透镜、第一变焦透镜以及第二变焦透镜，所述入光侧定透镜、第一变焦透镜以及第二变焦透镜依次设置，所述定透镜组件包括与所述变焦透镜组件对应设置的出光侧定透镜。
12.所述的光斑半径连续可调的有源光纤线，其中，所述变焦透镜组件还包括套设在
所述第一变焦透镜与所述第二变焦透镜外侧的凸轮圈，所述第一变焦透镜上设置有第一定位钮，所述第二变焦透镜上设置有第二定位钮，所述凸轮圈上设置有与所述第一定位钮滑动适配且呈螺旋设置的第一滑动槽以及与所述第二定位钮滑动适配且呈螺旋设置的第二滑动槽；所述第一滑动槽与所述第二滑动槽的螺旋方向相反，所述凸轮转动时，所述第一变焦透镜与所述第二变焦透镜相向移动。
13.所述的光斑半径连续可调的有源光纤线，其中，所述第一滑动槽的螺距大于所述第二滑动槽的螺距。
14.所述的光斑半径连续可调的有源光纤线，其中，所述透镜底座上设置有滑杆，所述滑杆沿所述透镜底座的长度方向设置，所述第一变焦透镜与所述第二变焦透镜均滑动连接于所述滑杆。
15.所述的光斑半径连续可调的有源光纤线，其中，所述凸轮圈的外侧壁上设置有传动齿轮，所述传动组件包括设置在所述变焦透镜组件一侧的传动轮，所述传动轮通过齿条皮带与所述传动齿轮连接。
16.所述的光斑半径连续可调的有源光纤线，其中，所述基座上还设置有光电转换模块，所述光电转换模块的芯片集成在所述基座上。
17.所述的光斑半径连续可调的有源光纤线，其中，所述基座上还设置有用于电性通讯的电信号接口。
18.综上所述，本发明具有以下有益效果：
19.本发明通过设置与多组光纤线一一对应的变焦透镜组件，并通过传动组件同步调节变焦透镜组件的焦距，从而满足多路光纤传输的同步校准的功能；同时，针对不同带宽的光纤线，实现光斑直径可变，从而保证传输最大效率化。
附图说明
20.图1是本实施例中光纤线整体的结构示意图。
21.图2是本实施例中变焦模块整体的结构示意图。
22.图3是本实施例中变焦透镜组件的爆炸结构示意图。
23.图4是本实施例中变焦透镜组件的装配结构示意图。
24.图5是本实施例中变焦模块的变焦光路图。
25.图中：100、基座；200、光纤线；300、变焦模块；310、变焦透镜组件；311、透镜底座；3111、滑杆；312、入光侧定透镜；313、第一变焦透镜；3131、第一定位钮；314、第二变焦透镜；3141、第二定位钮；320、定透镜组件；321、出光侧定透镜；330、传动组件；331、传动轮；332、齿条皮带；340、激光发射源；341、垂直腔面发射激光器；342、反射镜；350、凸轮圈；351、第一滑动槽；352、第二滑动槽；353、传动齿轮；360、座体；400、光电转换模块；500、电信号接口。
具体实施方式
26.以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
27.本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
28.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。
29.此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
30.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，还可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
31.实施例：一种光斑半径连续可调的有源光纤线，如图1与图2所示，包括基座100、设置在所述基座100上的多组光纤线200以及对应设置于所述光纤线200的变焦模块300，所述变焦模块300包括多组对应设置于光纤线200的变焦透镜组件310、对应设置在所述变焦透镜组件310与所述光纤线200之间的定透镜组件320、用于同步调节多组所述变焦透镜组件310焦距的传动组件330以及激光发射源340。
32.所述基座100上还设置有光电转换模块400，所述光电转换模块400的芯片集成在所述基座100上，所述基座100上还设置有用于电性通讯的电信号接口500。
33.如图2所示，所述激光发射源340包括设置在所述变焦透镜组件310一端的垂直腔面发射激光器341以及用于将所述垂直腔面发射激光器341发射出的激光反射到所述变焦透镜组件310内的反射镜342。
34.由垂直腔面发射激光器发射的激光束未经过二次光路塑形，呈现出较大的发散角，基于第一点光纤数值孔径对带宽的影响，因此需要设计一个准直光学系统，将其发散角变小。同时，由于光纤模场直径越大，激光传输的有效面积更大，对提高带宽更有利，由上，需要设计一个准直光学系统，将激光光斑横截面积变大。因此，本发明通过设置变焦模块完成光学扩束准直的目的，从而满足多路光纤传输的同步校准功能，具体如下。
35.如图2至图4所示，所述定透镜组件320、传动组件330以及激光发射源340均设置在一座体360上，所述垂直腔面发射激光器341贴片设置在所述座体360上，所述反射镜342呈45度角设置且用于将所述垂直腔面发射激光器341发出的垂直光线转化为水平光线。其中，垂直腔面发射激光器341属于贴片部件，顶部表面发射激光，因为需要放置反射镜342，并设置为45度，将垂直光线转化为水平光线。
36.所述变焦透镜组件310包括透镜底座311、设置在所述透镜底座311上的入光侧定透镜312、第一变焦透镜313以及第二变焦透镜314，所述入光侧定透镜312、第一变焦透镜313以及第二变焦透镜314依次设置，所述定透镜组件320包括与所述变焦透镜组件310对应设置的出光侧定透镜321。
37.其中，光路方向在本实施例附图中为从左到右，由图可见，具有发散角的激光经过
变焦透镜组件310和定透镜组件320后，变为宽幅准直光束，结合图5所示。
38.所述变焦透镜组件310还包括套设在所述第一变焦透镜313与所述第二变焦透镜314外侧的凸轮圈350，所述第一变焦透镜313上设置有第一定位钮3131，所述第二变焦透镜314上设置有第二定位钮3141，所述凸轮圈350上设置有与所述第一定位钮3131滑动适配且呈螺旋设置的第一滑动槽351以及与所述第二定位钮3141滑动适配且呈螺旋设置的第二滑动槽352；所述第一滑动槽351与所述第二滑动槽352的螺旋方向相反，所述凸轮转动时，所述第一变焦透镜313与所述第二变焦透镜314相向移动。
39.其中，所述第一变焦透镜313上设置有三个第一定位钮3131，所述第二变焦透镜314上也设置有三个第二定位钮3141，且所述第一定位钮3131与所述第二定位钮3141均为圆柱形设置，从而保证滑动过程中顺滑程度。
40.在所述第一变焦透镜313与所述第二变焦透镜314的滑动过程中，所述入光侧定透镜312与所述出光侧定透镜321保持固定位置不动。现有光纤线200的激光器发光只能经过简单的反射及单透镜准直，其出射角度比较大，不利于光纤线200端面入光及传输。本申请设计的光路准直结构，可有效将光束角度控制在0.25mrad内，满足了光纤数值孔径要求。
41.所述透镜底座311上设置有滑杆3111，所述滑杆3111沿所述透镜底座311的长度方向设置，所述第一变焦透镜313与所述第二变焦透镜314均滑动连接于所述滑杆3111。
42.其中，所述第一滑动槽351的螺距大于所述第二滑动槽352的螺距。在变焦过程中，凸轮圈350顺时针转动，使得第一变焦透镜313和第二变焦透镜314分别在第一滑动槽351和第二滑动槽352的带动下平移，平移方向为相向运动，且第一变焦透镜313滑动的幅度大于第二变焦透镜314的滑动幅度。其具体平移距离和方向均由变焦参数设置，在本实施例中没有给出具体参数，具体参数可根据实际需要设置，基于本发明具体实施例的参数设置，变焦倍数为3倍至10倍。
43.现有光纤线200的激光器发光光束直径基本上是定的，不利于前期组装时光束和入射端面对准，也限制了其模场直径，因此本申请设计了变焦系统，使光束直径在较大的倍数变化，根据实际应用情况，灵活运用光束直径对组装便利性，和对数据传输的稳定高速。
44.在本实施例中，共设置有4路光纤线200，其中，传动组件330的作用是使4路光线同步变焦。所述凸轮圈350的外侧壁上设置有传动齿轮353，所述传动组件330包括设置在所述变焦透镜组件310一侧的传动轮331，所述传动轮331通过齿条皮带332与所述传动齿轮353连接。本申请的光路数不局限于4路光线，可随便改变，只需定量增减变焦透镜组件310数量，通过传动轮331和凸轮圈350便可统一变化变焦透镜间距。
45.在本发明的其他实施例中，所述变焦透镜组件还可以替换为液态变焦介质，通过改变电场条件从而改变其折射率和自身形状。所述变焦透镜组还可以选用非变焦功能的透镜组，根据实际需要选择扩束倍数。
46.综上所述，本发明通过设置与多组光纤线一一对应的变焦透镜组件，并通过传动组件同步调节变焦透镜组件的焦距，从而满足多路光纤传输的同步校准的功能；同时，针对不同带宽的光纤线，实现光斑直径可变，从而保证传输最大效率化。
47.应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。