本發(fā)明屬于通訊領(lǐng)域，涉及一種光纖可插拔的氣密光電轉(zhuǎn)換模塊及使用方法。
背景技術(shù)：
1、隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，人工智能在武器系統(tǒng)的廣泛應用極大的提升了武器裝備系統(tǒng)的智能化，對武器裝備的準確度、數(shù)據(jù)處理能力都有了大幅提升，這樣的能力提升與高帶寬數(shù)據(jù)傳輸是分不開的。光纖以其超高是帶寬以及在重量、損耗和抗干擾能力等方面的優(yōu)勢成為高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖走x媒質(zhì)，而光電轉(zhuǎn)換模塊作為光纖通信的核心元器件，其可靠性和穩(wěn)定性制約著整個通信系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量。特別是在武器裝備的應用領(lǐng)域，應用環(huán)境極端苛刻，對光電轉(zhuǎn)換模塊的耐濕、耐鹽霧和耐高低溫提出更高的要求。而氣密封裝是提高產(chǎn)品可靠性最有效的辦法之一，雖然目前市面上已經(jīng)有一些氣密光電轉(zhuǎn)換模塊，但仍然存在諸多問題，不適合大規(guī)模應用。
2、現(xiàn)有氣密光電轉(zhuǎn)換模塊存在以下缺點：
3、工藝復雜且難度較大，現(xiàn)有氣密性光電轉(zhuǎn)換模塊底部采用蝶形陶瓷引線外殼，頂部使用平行縫焊技術(shù)實現(xiàn)頂蓋板與底座外殼的密封，還需采用電阻焊或者儲能焊將底座密封口與金屬可伐光纖焊接在一起，從而實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換模塊的氣密性。更重要的是金屬可伐光纖與激光器、探測器耦合后無法保證可伐環(huán)處于底座密封口的物理中心，使得可伐環(huán)周圍與密封口的焊料不均勻，導致金屬化光纖在焊接過程中四周受力不均，可能會引起光纖與激光器、探測器的耦合位置在焊接過程中發(fā)生偏移，最終導致光電轉(zhuǎn)換模塊光功率或接收靈敏度下降。
4、體積大，現(xiàn)有氣密性光電轉(zhuǎn)換模塊對外引出電性能引腳采用陶瓷框架引線結(jié)構(gòu)，因模塊輸出電性能管腳較多，而引腳與引腳之間間隔較大，導致產(chǎn)品體積過大。
5、光纖不可取卸，現(xiàn)有光纖可插拔的氣密光電轉(zhuǎn)換模塊光纖不可取卸，而同一用戶不同板卡或者不同用戶對模塊擺放的位置不同會導致模塊隨光纖長度存在多種規(guī)格，給備貨管理和生產(chǎn)交付造成極大的困難。
6、模塊無法過回流焊，因為回流焊溫度一般為230-260°，普通光纖及接頭無法承受如此高溫，只能進行手工焊接，給客戶的生產(chǎn)制造帶來極大的不便。另使用帶金屬可伐環(huán)的金屬化光纖，物料成本極高，且不具備返修性。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中金屬化光纖在焊接過程中四周受力不均，可能會引起光纖與光電轉(zhuǎn)換模塊的耦合位置在焊接過程中發(fā)生偏移的問題，提供一種光纖可插拔的氣密光電轉(zhuǎn)換模塊及使用方法。
2、為達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：
3、本發(fā)明提出的一種光纖可插拔的氣密光電轉(zhuǎn)換模塊，包括第一玻璃塊和光電模塊；
4、在所述第一玻璃塊上光刻有光學透鏡陣列，在光學透鏡陣列兩端光刻有導向孔，在垂直于光學透鏡陣列的四個面通過離子濺射以實現(xiàn)金屬化，在金屬化表面涂覆預置焊料后形成第二玻璃塊，在所述第二玻璃塊的一端套設有金屬嘴，所述第二玻璃塊的另一端安裝在所述光電模塊上。
5、優(yōu)選地，所述光學透鏡陣列包括第一光學透鏡陣列和第二光學透鏡陣列；所述第一光學透鏡陣列光刻在所述第一玻璃塊的一面，所述第二光學透鏡陣列光刻在所述第一玻璃塊的另一面，且第一光學透鏡陣列與第二光學透鏡陣列對稱設置，導向孔位于第一光學透鏡陣列的兩端。
6、優(yōu)選地，所述第一光學透鏡陣列和所述第二光學透鏡陣列的間距均與mt連接器的導向針的間距一致。
7、優(yōu)選地，所述導向孔的位置與mt連接器的導向針適配。
8、優(yōu)選地，所述第一光學透鏡陣列和第二光學透鏡陣列的凸面陣列面朝外。
9、優(yōu)選地，通過電阻焊將所述第二玻璃塊與金屬嘴內(nèi)腔進行焊接。
10、優(yōu)選地，所述光電模塊包括陶瓷底板和金屬邊框，所述金屬邊框安裝在所述陶瓷底板上，在所述陶瓷底板上設有氮化鋁基板、驅(qū)動器芯片、線性放大器芯片、mcu芯片及阻容，所述氮化鋁基板上設有激光器芯片和探測器芯片，驅(qū)動器芯片與激光器芯片相連，探測器芯片與線性放大器芯片相連，mcu芯片端口與驅(qū)動器芯片、線性放大器芯片和阻容相連；在所述金屬邊框的上方設有頂蓋板。
11、優(yōu)選地，所述激光器芯片的發(fā)光中心點、探測器芯片的光敏面中心點與光學透鏡陣列的各中心對齊。
12、優(yōu)選地，在所述陶瓷底板的下方設有bga焊盤，bga焊盤上植bga焊球。
13、本發(fā)明提出的一種光纖可插拔的氣密光電轉(zhuǎn)換模塊的使用方法，包括如下步驟：
14、將待連接光纖沿金屬嘴插入，通過導向孔對光纖進行軸線定位；
15、對金屬嘴與第二玻璃塊的連接區(qū)域進行密封處理，將第二玻璃塊另一端的接口與光電模塊的接口連接；
16、光信號發(fā)射時，光電模塊的激光器芯片將電信號轉(zhuǎn)換為光信號，經(jīng)光學透鏡陣列準直后通過光纖輸出；
17、光信號接收時，光纖輸入的光信號經(jīng)光學透鏡陣列聚焦至光電模塊的探測器芯片，轉(zhuǎn)換為電信號輸出。
18、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
19、本發(fā)明提出的一種光纖可插拔的氣密光電轉(zhuǎn)換模塊，通過在玻璃塊上光刻出光學透鏡陣列及陣列兩端各一個導向孔，用以適配mt連接器。另在垂直于光學透鏡陣列的四個面，通過離子濺射以實現(xiàn)金屬化，并在金屬化表面涂覆預置焊料形成第二玻璃塊，然后設計一個陶瓷封裝的金屬殼體，且在其金屬殼體的金屬邊框一側(cè)設計有一個金屬嘴，然后再通過電阻焊將第二玻璃塊與金屬嘴內(nèi)腔進行焊接，且光學透鏡陣列凸面朝外，以實現(xiàn)光電模塊出光口的氣密封設計。通過以上結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了光纖可取卸，避免使用金屬化光纖存在的焊接問題，避免了因焊接引起的金屬邊框四周受力不均問題，解決了光纖與激光器、探測器的耦合位置在焊接過程中發(fā)生偏移的問題，同時降低了用戶的裝配難度，同時也提升了制造商的生產(chǎn)效率，應用前景和市場潛力非常廣闊，可廣泛應用在航空、航天、兵器、船舶及特種等系統(tǒng)光互聯(lián)中，具有重要的戰(zhàn)略意義和社會效益。
20、進一步地，采用bga封裝可使用回流焊大大降低了用戶的焊接難度。
21、進一步地，通過在玻璃塊上的一面光刻出第一光學透鏡陣列及陣列兩端各一個導向孔，在玻璃塊的另一面光刻第二光學透鏡陣列，且第一光學透鏡陣列與第二光學透鏡陣列對稱，以確保發(fā)射端激光器發(fā)出的光經(jīng)第二光學透鏡陣列將發(fā)散光轉(zhuǎn)為平行光，再經(jīng)第一光學透鏡陣列將平行光轉(zhuǎn)為聚合光，耦合入與之對接的連接器光纖中；接收端光信號通過第一光學透鏡陣列轉(zhuǎn)為平行光進第二光學透鏡陣列聚合耦合至探測器轉(zhuǎn)化為電信號。
1.一種光纖可插拔的氣密光電轉(zhuǎn)換模塊，其特征在于，包括第一玻璃塊(1)和光電模塊(7)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖可插拔的氣密光電轉(zhuǎn)換模塊，其特征在于，所述光學透鏡陣列包括第一光學透鏡陣列(2)和第二光學透鏡陣列(4)；所述第一光學透鏡陣列(2)光刻在所述第一玻璃塊(1)的一面，所述第二光學透鏡陣列(4)光刻在所述第一玻璃塊(1)的另一面，且第一光學透鏡陣列(2)與第二光學透鏡陣列(4)對稱設置，導向孔(3)位于第一光學透鏡陣列(2)的兩端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光纖可插拔的氣密光電轉(zhuǎn)換模塊，其特征在于，所述第一光學透鏡陣列(2)和所述第二光學透鏡陣列(4)的間距均與mt連接器的導向針的間距一致。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光纖可插拔的氣密光電轉(zhuǎn)換模塊，其特征在于，所述導向孔(3)的位置與mt連接器的導向針適配。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光纖可插拔的氣密光電轉(zhuǎn)換模塊，其特征在于，所述第一光學透鏡陣列(2)和第二光學透鏡陣列(4)的凸面陣列面朝外。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖可插拔的氣密光電轉(zhuǎn)換模塊，其特征在于，通過電阻焊將所述第二玻璃塊與金屬嘴(6)內(nèi)腔進行焊接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖可插拔的氣密光電轉(zhuǎn)換模塊，其特征在于，所述光電模塊(7)包括陶瓷底板(8)和金屬邊框(9)，所述金屬邊框(9)安裝在所述陶瓷底板(8)上，在所述陶瓷底板(8)上設有氮化鋁基板(10)、驅(qū)動器芯片(13)、線性放大器芯片(14)、mcu芯片(15)及阻容(16)，所述氮化鋁基板(10)上設有激光器芯片(11)和探測器芯片(12)，驅(qū)動器芯片(13)與激光器芯片(11)相連，探測器芯片(12)與線性放大器芯片(14)相連，mcu芯片(15)端口與驅(qū)動器芯片(13)、線性放大器芯片(14)和阻容(16)相連；在所述金屬邊框(9)的上方設有頂蓋板(17)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光纖可插拔的氣密光電轉(zhuǎn)換模塊，其特征在于，所述激光器芯片(11)的發(fā)光中心點、探測器芯片(12)的光敏面中心點與光學透鏡陣列的各中心對齊。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光纖可插拔的氣密光電轉(zhuǎn)換模塊，其特征在于，在所述陶瓷底板(8)的下方設有bga焊盤，bga焊盤上植bga焊球(18)。
10.一種光纖可插拔的氣密光電轉(zhuǎn)換模塊的使用方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1至9中任意一項所述的光纖可插拔的氣密光電轉(zhuǎn)換模塊，包括如下步驟：