一种自浮动连接的并行无线光模块的制作方法

1.本发明属于无线光通信技术领域，具体涉及一种自浮动连接的并行无线光模块。


背景技术：

2.在军用领域中，各类信号线路非常庞杂，光纤线缆、射频线缆交织一起，存在许多问题。因此对无缆化、集成化(有源集成、多信号连接集成)、小型化，高密化的整体互连链路提出需求。目前使用的并行光模块具有体积大、集成度低等问题。而未来平台用机箱将会向着小体积、高集成度、高速率、低重量方向发展，因此现有并行光模块无法满足上述需求，成为制约航空、航天、电子等领域发展的一个大的阻碍。
3.目前常用的光有源子板与背板光互连方式主要分为两种：第一种带mt尾纤光模块通过连接器与背板进行连接，使用时将并行光模块焊接或压接在子板上，同时mt尾纤插入连接器，连接过程中mt尾纤长度需要严格控制，此外并行光模块带有的尾纤占用子板面积、压缩机箱内可利用的空间。第二种采用无mt尾纤光模块与浮动背板互连，使用时光模块紧靠子板边缘压接或焊接在子板上，子板附带光模块整体安装到背板连接器上，连接过程中由于无mt尾纤光模块的光口为刚性结构，因此背板需采用可浮动承载结构与子板进行互连，但是浮动结构势必会增加背板设计难度、过多占用背板布线区域、压缩机箱内有限空间、额外增加成本。


技术实现要素：

4.为解决上述光模块带有尾纤占用空间及不易安装的技术问题，本发明提供一种自浮动连接的并行无线光模块。
5.本发明的目的是采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种自浮动连接的并行无线光模块，包括壳体，壳体内穿设有多根光纤，光纤的端部通过光纤阵列与壳体内的光有源器件连接，另一端部与滑动穿设在壳体端部的短mt插针连接；短mt插针的外端设置阵列透镜，阵列透镜上的各个透镜与光纤一一对应，短mt插针的内端通过弹性部件与壳体内壁弹性连接，弹性部件的弹力方向与短mt插针的滑动、插拔方向平行。
6.进一步的，所述光有源器件、光纤阵列设置在壳体内的印制板上。
7.进一步的，所述印制板上设置mcu、驱动芯片。
8.进一步的，所述印制板上设置穿设在壳体上的表贴连接器，表贴连接器的插接端位于壳体外侧。
9.进一步的，所述壳体内卡接有限位柱，所述弹性部件套设在光纤上并嵌套在限位柱内。
10.进一步的，所述短mt插针内端设置定位柱，光纤嵌套在定位柱内，定位柱的另一端抵在弹性部件上。
11.进一步的，所述短mt插针穿设并固定在壳体内的挡片上，挡片的外径与壳体内壁存在间隙，挡片在弹性部件的作用下抵在短mt插针所在壳体端部的开口内侧。
12.进一步的，所述阵列透镜为可对光信号整形的多芯扩束透镜。
13.进一步的，所述阵列透镜的端面设置在插接时起定位作用的导销。
14.进一步的，所述光有源器件为探测器和/或激光器。
15.与现有技术相比，该发明的有益之处在于：1、多路光信号的通路均密闭在壳体内，具备防污能力，本发明采用非接触式互连，可有效解决光纤通信中端面磨损问题，同时提高光纤端面耐脏污能力；2、本发明能够实现自浮动，通过在模块内部加入可浮动结构，利用散纤与短mt插针进行耦合，克服现有产品带有mt尾纤的问题，实现并行光模块无缆化通信，本发明克服了传统子板上的并行光模块与背板耦合时需子板或背板具备高精度对准浮动结构问题，简化了光路结构、浮动结构，降低了成本、减小了尺寸，本发明提高了并行光模块的集成度、减轻光模块重量、可实现小型化封装，克服了并行光模块在使用过程中无法高密度集成的问题。
16.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
17.图1为现有技术中光有源子板与背板光互连示意图；
18.图2为本发明一种自浮动连接的并行无线光模块实施例的立体图；
19.图3为图2另一视角的立体图；
20.图4为图2所示实施例去盖板后的正视图；
21.图5为图4中a处的剖视图；
22.图6为图2所示实施例的后视图；
23.图7为图2所示实施例的安装示意图。
24.【附图标记】
25.1-驱动芯片，2-壳体，201-径向凸起，3-散纤，4-限位柱，5-弹簧，6-挡片，7-印制板，8-fa，9-mcu，10-定位柱，11-短mt插针，12-阵列透镜，13-导销，14-光有源器件，15-螺纹孔，16-表贴连接器，17-盖板，18-子板，19-连接器。
具体实施方式
26.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。
27.本发明一种自浮动连接的并行无线光模块的一个实施例，如图2至图7所示，包括长条形的壳体2，壳体2的外部设置螺纹孔15，用于固定在对应的设备上，壳体2内部设置空腔，且一侧面设置盖板17，用于封闭壳体2的空腔。壳体2内设置表贴连接器16、印制板7、光有源器件14、驱动芯片1、fa(光纤阵列)8、mcu9、多根光纤组成的散纤3、限位柱4、弹簧5、定位柱10、挡片6、短mt插针11、阵列透镜12、导销13。
28.在壳体2的一端，与盖板17相对的底部开设有方孔，方孔内嵌套有表贴连接器16，
表贴连接器16的外侧面用于与外部的设备连接，表贴连接器16的内侧面与壳体2内部的印制板7连接，印制板7的另一侧面设置光有源器件14、fa8、mcu9、驱动芯片1。光有源器件14可以是激光器或探测器。当光有源器件14为激光器时，利用fa8转向将激光器发出的光信号耦合入散纤3中，当光有源器件14为探测器时，从散纤3中传递而来的光信号经fa8转向进入探测器。散纤3的长度控制在25mm以上，防止该模块的端mt插针11浮动时差生较大的应力，同时散纤3穿设在壳体2内。
29.在装配过程中，首先将散纤3穿入到弹簧5中，然后整体装配在壳体2内，壳体2内卡装有限位柱4，通过限位柱4对弹簧5进行约束，防止弹簧5弯曲破坏或划伤散纤3。限位柱4内部设置贯通的空腔，空腔内设置台阶，弹簧5的一端抵在台阶上，在其他实施例中，弹簧5可以替换为其他弹性部件。限位柱4的一端抵在壳体2内的径向凸起201上，径向凸起201位于限位柱4与印制板7之间，同时弹簧也抵在径向凸起201上。
30.壳体2的另一端部设置开口，开口处设置挡片6，挡片6的外径小于端部开口的内径，使得挡片6被卡在壳体2内。尾部固定有定位柱10的短mt插针11穿过并固定在挡片6，短mt插针11与散纤3连接，使得散纤3与短mt插针11的光信号能够互通。定位柱10位于壳体2内，散纤3穿过定位柱10，定位柱10的另一端抵在弹簧5上。在将该模块进行插合时，短mt插针11能够在插合方向上进行浮动。此处挡片6的外径与壳体2内壁存在间隙，能够实现短mt插针11的周边浮动量，使得短mt插针11能够在与插合面平行的面上浮动，浮动量满足
±
0.3mm，可以有效避免装配过程中引入的累积公差造成光口无法对准的问题。
31.在短mt插针11的外端面上还粘接有阵列透镜(lens array，简称la)12，阵列透镜12上的各个透镜与散纤3中的各个光纤一一对应，当通过短mt插针11发射光信号，阵列透镜12可以将短mt插针11的外端面发出的出射光整形成准平行光，当短mt插针11接收光信号时，光信号通过阵列透镜12整形后进入对应的光纤。本发明采用多芯扩束透镜作为阵列透镜12，进行光束整形。阵列透镜12中的单光束的直径为200μm，通过将光束扩大整形，能够有效解决子板光口与背板光口因轴向装配误差导致非接触互连造成插入损耗过大的问题。阵列透镜12的外端面的对称设置两个导销13，方便与该光模块连接时定位，可有效保证本发明在装配过程中短mt插针11的耦合精度。
32.本发明可安装在子板18上，子板18上设置连接器19，本发明随子板18与波导背板、光纤背板或光电复合背板等产品互连。在实际操作中，首先，将本发明与子板18装配在一起，子板18附带本发明与背板上的连接器进行装配，本发明随子板18整体装配在背板上，利用本发明的导销13和背板上的导孔结构实现与背板每路光波导的对准。本发明与子板18的固定方式可采用焊接、毛纽扣安装、lga安装、弹簧针安装等。本发明与子板18固定后，通过短mt插针11上的阵列透镜12将发散光整形成平行光或近光轴的准平行光入射到背板的光波导中实现并行无线光传输，阵列透镜12也可用于接收光波导中的光信号。
33.本发明能够实现自浮动，通过在模块内部加入可浮动结构，利用散纤3与短mt插针11进行耦合，克服现有产品带有mt尾纤的问题，实现并行光模块无缆化通信。本发明克服了传统子板上的并行光模块与背板耦合时需子板或背板具备高精度对准浮动结构问题，简化了光路结构、浮动结构，降低了成本、减小了尺寸。本发明提高了并行光模块的集成度、减轻光模块重量、可实现小型化封装，克服了并行光模块在使用过程中无法高密度集成的问题。
34.本发明传输光信号的路数可以是12路、24路、48路等，也可以是根据具体情况自行
设置，多路光信号的通路均密闭在壳体2内，具备防污能力。本发明采用光扩束非接触式互连，可有效解决光纤通信中端面磨损问题，同时提高光纤端面耐脏污能力。
35.尽管已经展示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。