申请/专利权人：长春理工大学

申请日：2023-12-21

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN117749274A

主分类号：H04B10/40

分类号：H04B10/40;H04B10/50;H04B10/11

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.09#实质审查的生效;2024.03.22#公开

摘要：一种板件级光收发模块装置，包括容纳装置、固定装置、光收发装置和电路板装置；容纳装置包括光收发连接座和屏蔽罩，光收发连接座侧壁设有和连接座卡扣适配的槽体，屏蔽罩三个方体结构内设有螺纹；固定装置包括连接座卡扣、第二螺钉；光收发装置包括光发射装置和光接收装置，其中光发射装置包括第一棱镜座、第一非球面透镜、发射镜筒、发光二极管和第一棱镜；光接收装置包括光电探测器、接收镜筒、第二棱镜、第二非球面透镜和第二棱镜座；发射镜筒一端设有第一螺纹，接收镜筒一端设有第二螺纹，第一棱镜座上设有第一槽口、第二棱镜座上设有第二槽口；电路板装置包括主控电路板和连接电路板。

主权项：1.一种板件级光收发模块装置，包括容纳装置、固定装置、光收发装置和电路板装置；容纳装置包括光收发连接座和屏蔽罩，光收发连接座侧壁设有和连接座卡扣适配的槽体，另有与光收发装置中发射镜筒、接收镜筒和连接座卡扣相对应的半圆形孔，屏蔽罩三个方体结构内设有螺纹；固定装置包括连接座卡扣、第二螺钉，连接座卡扣两端设有与光收发连接座配合的凹槽以及固定光收发装置的半圆形孔；光收发装置包括光发射装置和光接收装置，其中光发射装置包括第一棱镜座、第一非球面透镜、发射镜筒、发光二极管和第一棱镜；光接收装置包括光电探测器、接收镜筒、第二棱镜、第二非球面透镜和第二棱镜座；发射镜筒一端设有第一螺纹，接收镜筒一端设有第二螺纹，第一棱镜座上设有第一槽口、第二棱镜座上设有第二槽口；电路板装置包括主控电路板和连接电路板；通过第一螺钉和第一螺纹孔固定光收发连接座腔体内的屏蔽罩，形成主要容纳腔，主控电路板通过焊锡盖合在屏蔽罩上，与之隔离形成屏蔽腔，减少电磁干扰；光收发装置中的发射镜筒、接收镜筒通过连接座卡扣上的半圆形孔和光收发连接座上的半圆形孔互相配合固定，而连接座卡扣与光收发连接座固定则通过第二螺钉和第二螺纹孔固定，光收发装置中的发光二极管和光电探测器的第一引脚、第二引脚连接到连接电路板，同时连接电路板通过软排线连接到主控电路板；光收发模块装置与上位机接口共有两个接口，分别为Camlink接口和通讯及开关量接口，其中，Camlink接口用于传输装备的数字场景图像以及红外图像分路传输，而通讯及开关量接口则包含两路开关量，用于传输红外光曝光同步信号，上位机和交互系统之间的信息交互，采用RS-485总线接口来实现，该RS-485通讯总线驱动采用SM3491器件来完成收发功能，能够传输两路信号，最高速率可达10Mbps；采用高速光藕HCPL6651来构建隔离电路，每个器件提供四路光耦，每路RS-485通讯需四根信号线和二根控制线，因此需要二个光耦器件来实现完全隔离；光收发模块装置采用LCC48封装的一路光收发一体模块。模块的中心波长为1550nm，单电源供电为3.3VDC，传输速率可达2.5Gbps，高速信号引脚采用交流CML电平，模块的尺寸为16.4mm×16.4mm×5.5mm；光收发装置内部采用高集成度光器件，光器件粘接胶水采用硬胶，器件及模块通过10-4次方帕热真空设备筛选，硬胶为固体化型的OPTPCAST3410；通过OPTPCAST3410硬胶使第一非球面透镜和发光二极管固定在发射镜筒的两端且第一非球面透镜与第一螺纹同侧，同样通过OPTPCAST3410硬胶使光电探测器和第二非球面透镜固定在接收镜筒的两端且第二非球面透镜与第二螺纹同侧，发射镜筒、接收镜筒的第一螺纹、第二螺纹与第一棱镜座、第二棱镜座螺孔配合固定，第一棱镜、第二棱镜通过第一槽口、第二槽口利用OPTPCAST3410硬胶粘接在第一棱镜座、第二棱镜座上；在指定通信位置固定激光通信收发模块，终端控制平台留有串口，可接入用户，实现外部通信；板件光收发模块分为收发模块A和收发模块B，通过用户信号源电接口控制收发模块A中的发光二极管发出激光，通过发射镜筒中第一非球面透镜准直后再通过第一棱镜和第二棱镜精确对准将光传输到接收镜筒，接收镜筒中第二非球面透镜将光汇聚到收发模块B中的光电探测器，收发模块B将通过用户信号源电接口将信号进行解调以实现自由空间的激光通信双向传输，完成节点间的数据相互传输，并且有良好的外壳接触散热；激光通信技术性能参数：波长为1550nm，通信波特率为2.5Gbps，调制方式为直探，通信距离为0.5m。

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