一种无封装管帽耦合效率测试装置及方法与流程

本发明涉及光通信，尤其涉及一种无封装管帽耦合效率测试装置及方法。

背景技术：

1、to管帽是一种重要的光器件，广泛应用于各类光模块中，to管帽中的透镜作为光收发的窗口元件，起到准直、耦合等作用，耦合效率是其最重要的光学性能。在以往的测试方法中都是以封装成to-can的形式测试相关耦合效率，封装完毕后不可拆卸，且相关位置固定，不利于找到透镜前焦、后焦和耦合效率的相关关系。为此，我们提出一种无封装管帽耦合效率测试装置及方法。

技术实现思路

1、基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种无封装管帽耦合效率测试装置及方法，测试性能不伤to管帽，可测出多组不同高度下的透镜相关性能参数，便于分析实际产品与设计之间的差异，解决了现有技术不利于找到透镜前焦、后焦和耦合效率的相关关系的问题。

2、本发明提供如下技术方案：一种无封装管帽耦合效率测试方法，包括设置在基座上的上夹具、中夹具、下夹具；

3、所述上夹具用于固定光纤，所述中夹具用于固定to管帽，所述下夹具用于给激光器组件供电并固定；

4、所述光纤、to管帽和激光器组件位于同一轴线上；

5、所述上夹具上设置有用于调节光纤相对基座竖直上下运动的调节机构一；

6、所述中夹具上设置有用于调节to管帽相对基座竖直上下运动和水平前后左右运动的调节机构二；

7、所述下夹具上设置有用于调节激光器组件相对基座竖直上下运动和水平运动，以及调节激光器组件倾角的调节机构三。

8、优选的，所述上夹具还包括上滑台和光纤夹头，所述光纤夹头安装在上滑台上，且光纤夹头固定有单模光纤，所述上滑台通过上下运动调节光纤的上下位置。

9、优选的，所述上夹具还包括上夹具支架，所述上夹具支架用于调节上滑台相对基座的竖直位置。

10、优选的，所述中夹具从上至下依次包括to管帽夹爪、夹爪升降滑台、手动滑台三、手动滑台四，所述to管帽夹爪、夹爪升降滑台、手动滑台三、手动滑台四均安装在基座上；

11、所述to管帽夹爪用于固定to管帽，所述夹爪升降滑台用于调节夹爪的竖直方向位置，所述手动滑台三用于调节其上的部件水平前后运动，所述手动滑台四用于调节其上部件水平左右运动。

12、优选的，所述下夹具从上至下依次包括下加电模块、俯仰滑台一、俯仰滑台二、手动滑台一、手动滑台二，所述下加电模块、俯仰滑台一、俯仰滑台二、手动滑台一、手动滑台二均安装在基座上；

13、所述下加电模块用于给激光器组件供电并固定，所述俯仰滑台一和俯仰滑台二的俯仰调节方向垂直，用于调节激光器组件的倾角，所述手动滑台一用于调节其上部件水平前后运动，所述手动滑台二用于调节其上部件水平左右运动。

14、一种无封装管帽耦合效率测试方法，包括如下步骤：

15、s1、将激光器组件用下加电模块固定并通电；

16、s2、将待测to管帽置于to管帽夹爪夹持固定，调节夹爪升降滑台，使to管帽与激光器组件接触；

17、s3、调节俯仰滑台一和俯仰滑台二控制激光器组件俯仰角度，使to管帽与激光器组件紧密贴合，之后稍向上提，使to管帽和激光器组件间留有空隙；

18、s4、将单模光纤置于光纤夹头固定，调节上滑台和上夹具支架使光纤位置位于to管帽上方一段距离；

19、s5、分别调节手动滑台一、手动滑台二、手动滑台三、手动滑台四的相对位置，保持激光器组件、单模光纤、to管帽保持同轴；

20、s6、将单模光纤尾部连接光功率计，观察光功率计显示功率值，调节手动滑台一、手动滑台二至显示光功率最高；

21、s7、调节手动滑台三、手动滑台四的位置至显示光功率最大；

22、s8、调节上滑台的竖直位置至光功率显示最高；

23、s9、重复步骤s6-s8，直至显示光功率达到最高且通过调节夹具位置没有更高功率；

24、s10、记录此时的单模光纤与to管帽的距离，进而计算to管帽焦距，记录此时激光器组件和to管帽的距离，进而计算to管帽贴片高度；

25、s11、记录此时的光功率值p；将上夹具支架抬高，保持其他部件不动，将光功率计换上积分球罩住to管帽，记录此时的功率值p0；再将to管帽夹爪通过夹爪升降滑台先抬高再通过手动滑台三、手动滑台四水平移出，将积分功率计积分球罩住激光器组件，记录此时的功率值p1；

26、s12、计算p/p0，此比值为该to管帽的耦合效率；计算p0/p1，此比值为该to管帽的透镜透过率。

27、优选的，所述步骤s3中，to管帽设计贴片高度低于光芯片实际贴片高度，to管帽与激光器组件的间隙为光芯片贴片处与底座距离，与设计贴片距离的差值。

28、优选的，所述步骤s4中，光纤底部与中夹具处to管帽顶部的距离为设计to管帽的前焦距离。

29、本发明提供了一种无封装管帽耦合效率测试装置及方法，根据实际封装to-can的结构，通过六轴运动调节芯片的水平位置，光纤竖直位置，以及to管帽的水平位置和竖直位置模拟出封装后的to-can结构，得到to管帽的效率、焦距等光学性能。测试性能不伤to管帽，可测出多组不同高度下的透镜相关性能参数，便于分析实际产品与设计之间的差异；成本低，结构简单，占用空间小，装置大小仅为40cm×30cm×34cm；操作简单，使用方便，拿到to管帽后可直接测试，不需要进行封装to-can的工序。

技术特征：

1.一种无封装管帽耦合效率测试装置，其特征在于：包括设置在基座(12)上的上夹具、中夹具、下夹具；

2.根据权利要求1所述的一种无封装管帽耦合效率测试装置，其特征在于：所述上夹具还包括上滑台(2)和光纤夹头(13)，所述光纤夹头(13)安装在上滑台(2)上，且光纤夹头(13)固定有单模光纤(14)，所述上滑台(2)通过上下运动调节光纤的上下位置。

3.根据权利要求2所述的一种无封装管帽耦合效率测试装置，其特征在于：所述上夹具还包括上夹具支架(1)，所述上夹具支架(1)用于调节上滑台(2)相对基座(12)的竖直位置。

4.根据权利要求1所述的一种无封装管帽耦合效率测试装置，其特征在于：所述中夹具从上至下依次包括to管帽夹爪(3)、夹爪升降滑台(9)、手动滑台三(10)、手动滑台四(11)，所述to管帽夹爪(3)、夹爪升降滑台(9)、手动滑台三(10)、手动滑台四(11)均安装在基座(12)上；

5.根据权利要求1所述的一种无封装管帽耦合效率测试装置，其特征在于：所述下夹具从上至下依次包括下加电模块(4)、俯仰滑台一(5)、俯仰滑台二(6)、手动滑台一(7)、手动滑台二(8)，所述下加电模块(4)、俯仰滑台一(5)、俯仰滑台二(6)、手动滑台一(7)、手动滑台二(8)均安装在基座(12)上；

6.一种无封装管帽耦合效率测试方法，其特征在于：包括如下步骤：

7.根据权利要求6所述的一种无封装管帽耦合效率测试装置，其特征在于：所述步骤s3中，to管帽设计贴片高度低于光芯片实际贴片高度，to管帽与激光器组件的间隙为光芯片贴片处与底座距离，与设计贴片距离的差值。

8.根据权利要求6所述的一种无封装管帽耦合效率测试装置，其特征在于：所述步骤s4中，光纤底部与中夹具处to管帽顶部的距离为设计to管帽的前焦距离。

技术总结
本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一种无封装管帽耦合效率测试装置及方法，包括设置在基座上的上夹具、中夹具、下夹具；上夹具用于固定光纤，中夹具用于固定TO管帽，下夹具用于给激光器组件供电并固定；光纤、TO管帽和激光器组件位于同一轴线上；上夹具上可调节光纤竖直上下运动；中夹具可调节TO管帽竖直上下运动和水平前后左右运动；下夹具可调节激光器组件竖直上下运动和水平运动，以及调节激光器组件的倾角。本发明通过六轴运动调节芯片的水平位置，光纤竖直位置，以及TO管帽的水平位置和竖直位置模拟出封装后的TO‑CAN结构，得到TO管帽的效率、焦距等光学性能。本方法操作简单，测试方便，不需要昂贵的自动化设备，成本低。

技术研发人员：秦川,毛召召,邹杨涛
受保护的技术使用者：长飞（武汉）光系统股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13