一种光接收组件耦合的方法与电子设备与流程

1.本发明涉及的是光电领域，特别涉及一种光接收组件耦合的方法与电子设备。


背景技术：

2.现有的光接收组件耦合的方法为：直接在光口提供耦合光源，在水平向和/或竖直向调节一体式lens组件相对于接收芯片的位置，将接收芯片接收到的光功率/响应度，耦合至最大值，记录该位置并点胶固定lens组件。采用这种耦合方式，光接收组件在后续工序中很容易出现光功率掉值的情况，比如，点胶固化过程中存在的胶水收缩、温循测试中高低温导致产生的应力、以及胶水因水汽膨胀等情况，都会造成lens组件偏移实际耦合时确定的位置，从而造成接收芯片实际接收的光功率或响应度变小至不符合要求，从而导致生产效率低、产品良率低、以及产品稳定性和可靠性差的问题。


技术实现要素：

3.鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种光接收组件耦合的方法与电子设备。
4.为了解决上述技术问题，本技术实施例公开了如下技术方案：
5.一种光接收组件耦合的方法，包括：
6.s100.将光接收组件进行初始化设置；
7.s200.按照第一预设规则对光接收组件进行粗耦合，获取最大响应度r0和粗耦合位置a1；
8.s300.根据最大响应度r0和粗耦合位置a1，按第二预设规则对光接收组件进行水平方向细耦合，获取水平面平坦区耦合中心位置o1；
9.s400.根据水平面平坦区耦合中心位o1，按第三预设规则对光接收组件进行竖直方向细耦合，获取竖直面平坦区耦合中心位置o2，
10.s500.根据竖直面平坦区耦合中心位置o2和实际竖直向平坦区耦合余量需求，确定最佳余量耦合位置。
11.进一步地，s100中，将光接收组件进行初始化设置的具体方法包括：将pd芯片13贴装在pcba板上，夹持lens组件，并通过视觉识别使lens组件的透镜中心，初步对准pd芯片13光敏面中心，并放置在竖直向距离光敏面预设初始高度的位置。
12.进一步地，s200中，按照第一预设规则对光接收组件进行粗耦合，具体包括：通过lens组件的光口适配器提供耦合光源，经lens组件的一系列反射折射透射后，光被汇聚至pd芯片13光敏面上，从而产生对应接收光功率大小的响应电流，通过观测pd芯片13接收到的响应度大小，在水平和竖直方向三维微调lens组件相对于pd芯片13的位置，直至响应度耦合至最大，记录最大响应度r0和粗耦合位置a1。
13.进一步地，s300中，按第二预设规则对光接收组件进行水平方向细耦合，获取水平面平坦区耦合中心位置o1的方法包括：
14.s301.根据最大响应度r0，按照一定比例设置第一响应度阈值为r1，提供耦合光源，以粗耦合位置a1为第一基点，在x轴方向上以一定步进微移lens组件相对于pd光敏面的位置，观测pd芯片13的响应度变化，直至pd芯片13的响应度低于第一响应度阈值r1，记录该位置为x
11
；再反向微移lens组件位置，直至pd芯片13的响应度低于第一响应度阈值r1，记录该位置为x
12
；则在该a1位置时，其具有的x轴向平坦区余量x＝|x
11-x
12
|；
15.s302.重新以a1为第一基点，在y轴方向上以一定步进微移lens组件相对于pd光敏面的位置，观测pd芯片13的响应度变化，直至pd芯片13的响应度低于第一响应度阈值r1，记录该位置为y
11
；再反向微移lens组件位置，直至pd芯片13的响应度低于第一响应度阈值r1，记录该位置为y
12
；则在该a1位置时，其具有的y轴向平坦区余量y＝|y
11-y
12
|；
16.s303.根据x
11
、x
12
，和y
11
、y
12
，确定水平面上耦合中心位置为o1；并以中心位置o1坐标构建xy平面上的平坦区范围，具体方法为：将耦合中心位置采用椭圆公式(x-h)2/a2+(y-k)2/b2＝1确定，即将x
11
、x
12
、y
11
、y
12
坐标代入上述椭圆公式，确定h、k、a、b值，即坐标位置(h、k)为耦合中心位置o1，椭圆边界线内区域为平坦区范围。
17.进一步地，获取水平面平坦区耦合中心位置o1后，还会核验水平面耦合中心位置o1的准确性，检验方法包括：将lens组件移至o1位置，按s301-s302步骤，获取在该耦合中心位置o1时，x轴向平坦区余量x1和y轴向平坦区余量y1；若符合预设余量范围，再在构建的平坦区范围内，随机选取多个位置，若在该多个位置测得pd芯片13的响应度都满足第一响应度阈值为r1，则判定确定的耦合中心位置o1符合要求，可进行下一步操作；若多个位置中有一个位置，响应度不符合第一响应度阈值为r1，则判断确定的耦合中心位置o1存在偏差；则再以o1为基点，找水平面上符合要求的边界位置，即重复s301-s303，直至找到水平面上符合要求的耦合中心位置o1。
18.进一步地，s400中，按第三预设规则对光接收组件进行竖直方向细耦合，获取竖直面平坦区耦合中心位置o2的方法包括：
19.s401.提供耦合光源，以o1为第二基点，在z轴方向上以一定步进微调lens组件相对于pd光敏面的高度，观测pd芯片13的响应度变化，若响应度符合第一响应度阈值r1要求，则再以该点z1为基点，重复s301-s302，获取在z1高度位置时，对应的水平面上的平坦区余量x2和y2；若水平面上的两平坦区余量都符合预设余量x和y的范围要求，则继续同向微移lens组件位置并再次确认微移后所在位置的响应度及该位置对应水平面上平坦区余量，以此循环，直至找到响应度符合第一响应度阈值r1要求，且水平面上的平坦区余量刚好都符合预设余量范围要求的边界位置，记录该竖直向边界位置为z
11
；
20.s402.按照s401的步骤，再在高度方向上反向移动lens组件，再确定高度上另一方向上，符合预设规则的边界位置z
12
；
21.s403.根据边界位置z
11
、z
12
确定竖直向平坦区耦合余量z＝|z
11-z
12
|，并依据边界位置确定竖直向耦合中心o2。
22.进一步地，获取竖直面平坦区耦合中心位置o2后，还会核验水平面耦合中心位置o2的准确性，检验方法包括：
23.将lens组件移至o1位置，按s301-s302步骤，获取在该耦合中心位置o1时，x轴向平坦区余量x3和y轴向平坦区余量y3；若符合预设余量范围，再在边界位置z
11
、z
12
竖直范围内，随机选取多个高度位置，测pd芯片13接收响应度，如果都符合第一响应度阈值r1，再测该高
度位置时的水平面平坦区余量x4和y4，若符合预设余量范围，则确认耦合中心位置o2符合要求，将其定为最终耦合位置；若测得的pd芯片13接收响应度，不符合第一响应度阈值r1，则以o2为第二基点，重复步骤s401-s403，直至找到符合要求的竖直向耦合中心位置o2。
24.进一步地，根据竖直面平坦区耦合中心位置o2和实际竖直向平坦区耦合余量需求，确定最佳余量耦合位置的方法为：获取竖直向对于向上和向下要求的耦合余量，若竖直向对于向上和向下要求的耦合余量相同，则最佳耦合位置即为竖直向耦合中心o2；若竖直向对于向上和向下需求的耦合余量不同，若向下的耦合余量需求大于向上的耦合余量需求，则将竖直向耦合中心o2上方一定距离，反之，则将竖直向耦合中心o2下方一定距离。
25.本发明还公开了一种电子设备，其特征在于，包括：
26.存储器，用于存储可由处理器执行的指令；
27.处理器，配置为执行所述指令以实现如权利要求1-8任一项所述的方法。
28.本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：
29.本发明公开的一种光接收组件耦合的方法，包括：将光接收组件进行初始化设置；按照第一预设规则对光接收组件进行粗耦合，获取最大响应度r0和粗耦合位置a1；根据最大响应度r0和粗耦合位置a1，按第二预设规则对光接收组件进行水平方向细耦合，获取水平面平坦区耦合中心位置o1；根据水平面平坦区耦合中心位o1，按第三预设规则对光接收组件进行竖直方向细耦合，获取竖直面平坦区耦合中心位置o2，
30.本发明通过先粗耦合至响应度最大后，再根据该最大响应度值r0确定第一响应度阈值r1，用于快速并准确的确定水平面上平坦区耦合中心位置；并以该水平面平坦区耦合中心为基点，再确认竖直向平坦区耦合中心；最后根据实际竖直向平坦区耦合余量需求，确定最佳余量耦合位置。一方面能保证光功率响应度能耦合至最大；另一方面也能保证在各个方向上具有最优的位置偏移容差量。比如，点胶固化后即使后续工序或环境导致lens组件发生某方向上的偏移，实际接收响应度仍能满足要求，能提升对不可控偏移的容忍度，保证产品可靠性和稳定性。
31.下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
32.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
33.图1为本发明实施例1中，一种光接收组件耦合的方法的流程图；
34.图2为本发明实施例1中，光接收组件简易结构示意图；
35.图3为本发明实施例2中，lens组件不同位置时的接收芯片响应度曲线示意图；
36.图4为本发明实施例2中，以x轴、y轴平坦区边界位置，确定水平面耦合中心的示意图；
37.图5为本发明实施例2中，竖直向耦合中心位置确定示意图。
具体实施方式
38.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例
所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
39.为了解决现有技术中存在的问题，本发明实施例提供一种光接收组件耦合的方法和电子设备。
40.实施例1
41.本实施例公开了一种光接收组件耦合的方法，如图1，包括：
42.s100.将光接收组件进行初始化设置；具体的，如图2，将pd芯片13贴装在pcba板12上，夹持lens组件11，并通过视觉识别使lens组件11的透镜中心，初步对准pd芯片13光敏面中心，并放置在竖直向距离光敏面预设初始高度的位置。其中，pd芯片13一般是指光电二极管(photo-diode)。pd芯片13功能主要是将光信号转换为电信号,即光电转换因此常用于光接收器中。
43.s200.按照第一预设规则对光接收组件进行粗耦合，获取最大响应度r0和粗耦合位置a1；
44.在本实施的s200中，按照第一预设规则对光接收组件进行粗耦合，具体包括：通过lens组件11的光口适配器提供耦合光源，经lens组件11的一系列反射折射透射后，光被汇聚至pd芯片13光敏面上，从而产生对应接收光功率大小的响应电流，通过观测pd芯片13接收到的响应度大小，在水平和竖直方向三维微调lens组件11相对于pd芯片13的位置，直至响应度耦合至最大，记录最大响应度r0和粗耦合位置a1。
45.s300.根据最大响应度r0和粗耦合位置a1，按第二预设规则对光接收组件进行水平方向细耦合，获取水平面平坦区耦合中心位置o1；
46.在本实施例的s300中，按第二预设规则对光接收组件进行水平方向细耦合，获取水平面平坦区耦合中心位置o1的方法包括：
47.s301.根据最大响应度r
0，
按照一定比例设置第一响应度阈值为r1(比如设为r1＝0.9r0))，光口111提供耦合光源，以粗耦合位置a1为第一基点，在x轴方向上以一定步进微移lens组件11相对于pd光敏面的位置，观测pd芯片13的响应度变化，直至pd芯片13的响应度低于第一响应度阈值r1，记录该位置为x
11
；再反向微移lens组件11位置，直至pd芯片13的响应度低于第一响应度阈值r1，记录该位置为x
12
；则在该a1位置时，其具有的x轴向平坦区余量x＝|x
11-x
12
|；
48.具体的，经研究发现，实际lens组件11在不同位置时，接收芯片13接收到的响应度曲线，是存在平坦区的，如图3所示，即lens在一定的范围区域内，实际上接收到的响应度都能满足最大值；在这种情况下，耦合时简单将响应度耦合至最大并固定。这种耦合方式存在，耦合到响应度最大时，实际透镜位置并未处于最佳耦合点的情况。比如说，存在lens组件耦合时确定的位置，只是刚好能满足响应度最大的要求，但实际只要因后续工序或环境产生一点偏移，很容易会导致响应度低于目标值了。也就是相当于现有的耦合方式确定的耦合位置，所提供的位置偏移的容差量小，很容易因后续工序或者外界环境因素，导致产品响应度掉值不合格、稳定性和可靠性差。因此，通过本方法，可以解决上述lens耦合固定后容易出现光功率掉值的问题。
49.s302.重新以a1为第一基点，在y轴方向上以一定步进微移lens组件11相对于pd光敏面的位置，观测pd芯片13的响应度变化，直至pd芯片13的响应度低于第一响应度阈值r1，
记录该位置为y
11
；再反向微移lens组件11位置，直至pd芯片13的响应度低于第一响应度阈值r1，记录该位置为y
12
；则在该a1位置时，其具有的y轴向平坦区余量y＝|y
11-y
12
|；
50.s303.根据x
11
、x
12
，和y
11
、y
12
，确定水平面上耦合中心位置为o1；并以中心位置o1坐标构建xy平面上的平坦区范围，具体方法为：如图4，将耦合中心位置采用椭圆公式(x-h)2/a2+(y-k)2/b2＝1确定，即将x
11
、x
12
、y
11
、y
12
坐标代入上述椭圆公式，确定h、k、a、b值，即坐标位置(h、k)为耦合中心位置o1，椭圆边界线内区域为平坦区范围。
51.在本实施例中，获取水平面平坦区耦合中心位置o1后，还会核验水平面耦合中心位置o1的准确性，检验方法包括：将lens组件11移至o1位置，按s301-s302步骤，获取在该耦合中心位置o1时，x轴向平坦区余量x1和y轴向平坦区余量y1；若符合预设余量范围，再在构建的平坦区范围内，随机选取多个位置，若在该多个位置测得pd芯片13的响应度都满足第一响应度阈值为r1，则判定确定的耦合中心位置o1符合要求，可进行下一步操作；若多个位置中有一个位置，响应度不符合第一响应度阈值为r1，则判断确定的耦合中心位置o1存在偏差；则再以o1为基点，找水平面上符合要求的边界位置，即重复s301-s303，直至找到水平面上符合要求的耦合中心位置o1。
52.s400.根据水平面平坦区耦合中心位置o1，按第三预设规则对光接收组件进行竖直方向细耦合，获取竖直面平坦区耦合中心位置o2，
53.在本实施例s400中，按第三预设规则对光接收组件进行竖直方向细耦合，获取竖直面平坦区耦合中心位置o2的方法包括：
54.s401.光口111提供耦合光源，以o1为第二基点，在z轴方向上以一定步进微调lens组件11相对于pd光敏面的高度，观测pd芯片13的响应度变化，若响应度符合第一响应度阈值r1要求，则再以该点z1为基点，重复s301-s302，获取在z1高度位置时，对应的水平面上的平坦区余量x2和y2；若水平面上的两平坦区余量都符合预设余量x和y的范围要求，则继续同向微移lens组件11位置并再次确认微移后所在位置的响应度及该位置对应水平面上平坦区余量，以此循环，直至找到响应度符合第一响应度阈值r1要求，且水平面上的平坦区余量刚好都符合预设余量范围要求的边界位置，记录该竖直向边界位置为z
11
，具体示意图如图5；
55.s402.按照s401的步骤，再在高度方向上反向移动lens组件11，再确定高度上另一方向上，符合预设规则的边界位置z
12
；
56.s403.根据边界位置z
11
、z
12
确定竖直向平坦区耦合余量z＝|z
11-z
12
|，并依据边界位置确定竖直向耦合中心o2。
57.在一些优选实施例中，获取竖直面平坦区耦合中心位置o2后，还会核验水平面耦合中心位置o2的准确性，检验方法包括：
58.将lens组件11移至o2位置，按s301-s302步骤，获取在该耦合中心位置o2时，x轴向平坦区余量x3和y轴向平坦区余量y3；若符合预设余量范围，再在边界位置z
11
、z
12
竖直范围内，随机选取多个高度位置，测pd芯片13接收响应度，如果都符合第一响应度阈值r1，再测该高度位置时的水平面平坦区余量x4和y4，若符合预设余量范围，则确认耦合中心位置o2符合要求，将其定为最终耦合位置；若测得的pd芯片13接收响应度，不符合第一响应度阈值r1，则以o2为第二基点，重复步骤s401-s403，直至找到符合要求的竖直向耦合中心位置o2。
59.s500.根据竖直面平坦区耦合中心位置o2和实际竖直向平坦区耦合余量需求，确
定最佳余量耦合位置。
60.在本实施例s500中，根据竖直面平坦区耦合中心位置o2和实际竖直向平坦区耦合余量需求，确定最佳余量耦合位置的方法为：获取竖直向对于向上和向下要求的耦合余量，若竖直向对于向上和向下要求的耦合余量相同，则最佳耦合位置即为竖直向耦合中心o2；若竖直向对于向上和向下需求的耦合余量不同，若向下的耦合余量需求大于向上的耦合余量需求，则将竖直向耦合中心02上方一定距离(这个具体距离根据竖直向平坦区耦合余量，以及向上和向下的耦合余量需求，综合确定)的位置确定为最佳余量耦合位置，从而给向下的方向留有相对更多的位置偏差余量。反之，则将竖直向耦合中心o2下方一定距离。
61.本实施例公开的一种光接收组件耦合的方法，包括：将光接收组件进行初始化设置；按照第一预设规则对光接收组件进行粗耦合，获取最大响应度r0和粗耦合位置a1；根据最大响应度r0和粗耦合位置a1，按第二预设规则对光接收组件进行水平方向细耦合，获取水平面平坦区耦合中心位置o1；根据水平面平坦区耦合中心位o1，按第三预设规则对光接收组件进行竖直方向细耦合，获取竖直面平坦区耦合中心位置o2，
62.本实施例公开的一种光接收组件耦合的方法，通过先粗耦合至响应度最大后，再根据该最大响应度值r0确定第一响应度阈值r1，用于快速并准确的确定水平面上平坦区耦合中心位置；并以该水平面平坦区耦合中心为基点，再确认竖直向平坦区耦合中心；最后根据实际竖直向平坦区耦合余量需求，确定最佳余量耦合位置。一方面能保证光功率响应度能耦合至最大；另一方面也能保证在各个方向上具有最优的位置偏移容差量。比如，点胶固化后即使后续工序或环境导致lens组件发生某方向上的偏移，实际接收响应度仍能满足要求，能提升对不可控偏移的容忍度，保证产品可靠性和稳定性。
63.实施例2
64.本发明还公开了一种电子设备，其特征在于，包括：
65.存储器，用于存储可由处理器执行的指令；
66.处理器，配置为执行所述指令以实现实施例1所述的方法。
67.应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。
68.在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。
69.本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。
70.结合本文的实施例所描述的方法或者算法的步骤可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或其组合。软件模块可以位于ram存储器、闪存、rom存储器、eprom存储器、eeprom存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、cd-rom或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质连接至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于asic中。该asic可以位于用户终端中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于用户终端中。
71.对于软件实现，本技术中描述的技术可用执行本技术所述功能的模块(例如，过程、函数等)来实现。这些软件代码可以存储在存储器单元并由处理器执行。存储器单元可以实现在处理器内，也可以实现在处理器外，在后一种情况下，它经由各种手段以通信方式耦合到处理器，这些都是本领域中所公知的。
72.上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。