專利名稱：光波導(dǎo)器件批量自動測試的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光波導(dǎo)器件測試裝置，尤其涉及一種光波導(dǎo)器件批量自動測試 的裝置。
背景技術(shù)：
在對大量光波導(dǎo)器件進(jìn)行測試中，單一逐個測試不僅需要重新搭建系統(tǒng)， 而且測試環(huán)境不易保持一致，導(dǎo)致測試過程費(fèi)時，費(fèi)力且測試結(jié)果不準(zhǔn)確。
電子元器件的批量測試已經(jīng)研究比較完善，設(shè)備裝置也已應(yīng)用于各種工業(yè) 生產(chǎn)場合。相較于電子元器件的批量測試，光波導(dǎo)器件批量測試的方法還不成 熟。如何對光波導(dǎo)器件進(jìn)行批量測試以達(dá)到省時省力，同時又能滿足大批量測 試的需求成為亟待解決的問題。傳統(tǒng)的手動更換測試器件不僅耗費(fèi)人力，浪費(fèi) 時間，而且容易帶來不必要的損耗，很難保證測試環(huán)境的一致性，使測試結(jié)果 不準(zhǔn)確。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對光波導(dǎo)器件逐一測試耗時耗人力且在一些耗時較長的 測試項目中數(shù)據(jù)不穩(wěn)定、可比性差的缺點(diǎn)，提供一種光波導(dǎo)器件批量自動測試 的裝置。
光波導(dǎo)器件批量自動測試裝置包括激光光源、第一光路切換系統(tǒng)、多個測
試系統(tǒng)、第二光路切換系統(tǒng)、步進(jìn)電機(jī)控制器；第一光路切換系統(tǒng)的第一輸入 端與激光光源用光纖連接，第一光路切換系統(tǒng)的輸出端與測試系統(tǒng)的輸入端用 光纖連接，第二光路切換系統(tǒng)的第一輸入端用光纖與測試系統(tǒng)的輸出端連接， 步進(jìn)電機(jī)控制器分別與第一光路切換系統(tǒng)的第二輸入端和第二光路切換系統(tǒng)的 第二輸入端用信號線相連。
所述的光路切換系統(tǒng)包括底座、底座上依次設(shè)置第一支撐架、第二支撐架、 第三支撐架、步進(jìn)電機(jī)、第四支撐架，6個光纖準(zhǔn)直器按圓周六等分排列，固定 在圓盤上，圓盤安裝在第一支撐架上；卡位裝置設(shè)置在第二支撐架上；第一軸 承套設(shè)在第三支撐架上；驅(qū)動齒輪固定在步進(jìn)電機(jī)的動力輸出軸上，從動齒輪 設(shè)置在轉(zhuǎn)動軸上，與驅(qū)動齒輪處于同一平面上，且與轉(zhuǎn)動軸垂直，驅(qū)動齒輪與 從動齒輪由皮帶相連，第二軸承套設(shè)置在第四支撐架上，第一光纖準(zhǔn)直器嵌入 轉(zhuǎn)盤中，轉(zhuǎn)盤固定在轉(zhuǎn)動軸上，轉(zhuǎn)盤與卡位裝置在同一垂直面上，轉(zhuǎn)盤圓周面 與卡位裝置內(nèi)圓周面吻合，轉(zhuǎn)盤圓周面開有六個小孔，等分排列，圓盤、卡位裝置、轉(zhuǎn)盤、第一軸承套、從動齒輪、第二軸承套水平同軸。光路切換系統(tǒng)與 光路切換系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相同。
所述的卡位裝置包括卡盤、鋼珠、彈簧；卡盤內(nèi)圓周上開有六個卡槽，等 分排列，彈簧用螺釘固定在卡槽內(nèi)，鋼珠固定在彈簧上，卡于槽內(nèi)，鋼珠與轉(zhuǎn) 盤上的小孔一一對應(yīng)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，減少了人工操作的復(fù)雜性，提高了測量效率；同時， 保證了測試環(huán)境的一致性，避免了人工切換光路帶來了額外損耗；本發(fā)明提供 了多種測試方式，可以滿足不同測試需求。


圖1是光波導(dǎo)器件批量自動測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明的光路切換系統(tǒng)結(jié)構(gòu)平視圖； 圖3是本發(fā)明的光路切換系統(tǒng)的細(xì)節(jié)俯視圖； 圖4是本發(fā)明的卡位裝置結(jié)構(gòu)的剖視圖； 圖5是光纖環(huán)溫度評測實(shí)驗(yàn)裝置圖中激光光源l、第一光路切換系統(tǒng)2、測試系統(tǒng)3、第二光路切換系統(tǒng) 4、步進(jìn)電機(jī)控制器5、底座2-l、第一支撐架2-2、第二支撐架2-3、第三支撐 架2-4、步進(jìn)電機(jī)2-5、第四支撐架2-6、圓盤2-7、卡位裝置2-8、第一軸承套 2-9、上部齒輪2-10、底部齒輪2-11、皮帶2-12、第二軸承套2-13、轉(zhuǎn)盤2-14、 第一光纖準(zhǔn)直器2-15、第二光纖準(zhǔn)直器2-16、第一輸入端口2-17、第二輸入端 口2國18、輸出端口2-19、卡盤2-8誦l、鋼珠2-8-2、彈簧2-8-3。 SLD光源5-1、 分束器5-2、 Y波導(dǎo)5-3、第一光路切換系統(tǒng)5-4、溫箱5-5、光纖環(huán)5-6、第二光 路切換系統(tǒng)5-7、 PIN管5-8、鎖相放大器5-9。
具體實(shí)施例方式
可以采用步進(jìn)電機(jī)，例如三洋BS57HB41電機(jī)，配套驅(qū)動器型號是 BQM-241A，相應(yīng)控制器可以采用ST-K01步進(jìn)電機(jī)控制器。
如圖1所示，光波導(dǎo)器件批量自動測試裝置包括激光光源1、第一光路切換 系統(tǒng)2、多個測試系統(tǒng)3、第二光路切換系統(tǒng)4、探測裝置5、步進(jìn)電機(jī)控制器6; 第一光路切換系統(tǒng)2的第一輸入端與激光光源1用光纖連接，第一光路切換系 統(tǒng)2的輸出端與測試系統(tǒng)3的輸入端用光纖連接，第二光路切換系統(tǒng)4的第一 輸入端用光纖與測試系統(tǒng)3的輸出端連接，步進(jìn)電機(jī)控制器6分別與第一光路 切換系統(tǒng)2的第二輸入端和第二光路切換系統(tǒng)3的第二輸入端用信號線相連，
如圖2所示，光路切換系統(tǒng)2包括底座2-1 、底座上依次設(shè)置第一支撐架2-2、第二支撐架2-3、第三支撐架2-4、步進(jìn)電機(jī)2-5、第四支撐架2-6， 6個光纖準(zhǔn) 直器按圓周六等分排列，固定在圓盤2-7上，圓盤2-7安裝在第一支撐架上2-2; 卡位裝置2-8設(shè)置在第二支撐架上；第一軸承套2-9設(shè)在第三支撐架上；驅(qū)動齒 輪2-11固定在步進(jìn)電機(jī)的動力輸出軸上，從動齒輪2-10設(shè)置在轉(zhuǎn)動軸上，與驅(qū) 動齒輪2-ll處于同一平面上，且與轉(zhuǎn)動軸垂直，驅(qū)動齒輪2-11與從動齒輪2-10 由皮帶2-12相連，第二軸承套2-13設(shè)置在第四支撐架上，第一光纖準(zhǔn)直器2-14 嵌入轉(zhuǎn)盤2-14中，轉(zhuǎn)盤2-14固定在轉(zhuǎn)動軸上，轉(zhuǎn)盤2-14與卡位裝置2-8在同一 垂直面上，轉(zhuǎn)盤圓周面與卡位裝置內(nèi)圓周面吻合，轉(zhuǎn)盤圓周面開有六個小孔， 等分排列，圓盤2-7、卡位裝置2-8、轉(zhuǎn)盤2-14、第一軸承套2-9、從動齒輪2-10、 第二軸承套2-13水平同軸。光路切換系統(tǒng)3與光路切換系統(tǒng)2結(jié)構(gòu)相同。
如圖3所示，卡位裝置2-8包括卡盤2-8-1、鋼珠2-8-2、彈簧2-8-3;卡盤 2-8-1內(nèi)圓周上開有六個卡槽，等分排列，彈簧2-8-3用螺釘固定在卡槽內(nèi)，鋼 珠2-8-2固定在彈簧2-8-3上，卡于槽內(nèi)，鋼珠2-8-2與轉(zhuǎn)盤2-14上的小孔一一 對應(yīng)。
如圖4所示，第一光纖準(zhǔn)直器2-15嵌入轉(zhuǎn)盤2-14中，轉(zhuǎn)盤外表層與第一光 纖準(zhǔn)直器對應(yīng)位置開有與鋼珠2-8-2大小相對應(yīng)的小孔。
本發(fā)明的工作過程為步進(jìn)電機(jī)控制器6向第一光路切換系統(tǒng)2和第二光 路切換系統(tǒng)4同時發(fā)送切換光路指令，使指定的測試光路導(dǎo)通。光信號由第二 光路切換系統(tǒng)4輸出，進(jìn)入探測裝置5，最后由步進(jìn)電機(jī)控制器6采集。
步進(jìn)電機(jī)2-5收到步進(jìn)電機(jī)控制器6的轉(zhuǎn)動指令，帶動驅(qū)動齒輪2-10轉(zhuǎn)動， 通過皮帶2-12傳動作用帶動從動齒輪2-11轉(zhuǎn)動，驅(qū)動齒輪帶動第一光纖準(zhǔn)直器 2-15轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)到特定位置，由卡位裝置對第一光纖準(zhǔn)直器2-14進(jìn)行卡位，第一 光纖準(zhǔn)直器2-15與第二光纖準(zhǔn)直器2-16精確對準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)光路的切換。
以1*6的開關(guān)為例，卡位裝置2-8中卡盤2-8-1上的圓周六等分位置裝有6 個鋼珠2-8-2。當(dāng)?shù)谝还饫w準(zhǔn)直器2-15轉(zhuǎn)到一定位置時，對應(yīng)位置的鋼珠與小孔 契合，消除了轉(zhuǎn)動間隙，實(shí)現(xiàn)了光纖準(zhǔn)直器的精確對準(zhǔn)。等步進(jìn)電機(jī)再次旋轉(zhuǎn) 時，鋼珠被推出，又轉(zhuǎn)到下一位置，下一位置的鋼珠又被推進(jìn)小孔，實(shí)現(xiàn)下一 位置的卡位。
本發(fā)明采用多條光路切換機(jī)構(gòu)對測試系統(tǒng)的輸入輸出端進(jìn)行自動同步控 制，以滿足大批量光波導(dǎo)器件的測量需求。同時，裝置結(jié)構(gòu)具有相對獨(dú)立性， 僅需要對光波導(dǎo)器件測試裝置中切換光路的子系統(tǒng)中的分光光路數(shù)量進(jìn)行增 減，就可以滿足不同數(shù)量的測試需求。本發(fā)明不僅可以對測試系統(tǒng)進(jìn)行串行測試，即先對一路器件進(jìn)行測試，待
所有測試完成再轉(zhuǎn)入下一路器件進(jìn)行測試；也可進(jìn)行并行測試，即對每路器件 在同一個測試條件下只采集一個(組)數(shù)據(jù)，隨后切換至下一路，待所有器件 的數(shù)據(jù)采集完畢再改變測試條件，對每路器件進(jìn)行下一個測試點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集， 如此循環(huán)直至完成所有條件的各個器件性能測試。根據(jù)不同的要求和實(shí)際情況, 可以選擇不同的測試方式。并行測試由于相同測試條件下不同器件的數(shù)據(jù)間隔 短，測試環(huán)境更為一致，保證了測試結(jié)果的相對準(zhǔn)確和可比性。 實(shí)施例
串行測試與普通手動操作基本相似，僅利用自動控制實(shí)現(xiàn)光路轉(zhuǎn)換，提高 了測試效率。
以不同溫度下對光纖環(huán)進(jìn)行評測的實(shí)驗(yàn)為例，本實(shí)驗(yàn)需要獲取光纖環(huán)在低 溫，室溫和高溫時的表現(xiàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)過程如下SLD光源5-1發(fā)出的光經(jīng)過分 束器5-2和Y波導(dǎo)5-3和第一光路切換系統(tǒng)5-4進(jìn)入光纖環(huán)5-6，再通過第二光 路切換系統(tǒng)5-7回到Y(jié)波導(dǎo)，經(jīng)過分束器的光信號由PIN管5-8采集，并由鎖 相放大器5-9讀取，最后交由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)處理。
如果采用手工切換電路， 一個一個器件單獨(dú)測試，則每個器件的測試都需 要花費(fèi)從低溫到高溫變化的時間(約幾個小時)。釆用本發(fā)明的并行測試方式， 可以自行設(shè)定步進(jìn)電機(jī)控制器的脈沖頻率等來控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)停。從低溫狀 態(tài)開始對器件進(jìn)行數(shù)據(jù)采集， 一定時間后自動轉(zhuǎn)入下一個器件的數(shù)據(jù)采集，等 低溫狀態(tài)數(shù)據(jù)采集完畢，再進(jìn)入常溫狀態(tài)，以此循環(huán)往復(fù)，直至測試結(jié)束。本 實(shí)驗(yàn)中采用光波導(dǎo)器件批量測試裝置進(jìn)行并行測試，不僅節(jié)省了大量時間，而 且由于光路切換的時間短，器件測試的環(huán)境溫度相對一致，保證了結(jié)果的準(zhǔn)確 性和可比性。
權(quán)利要求
1、一種光波導(dǎo)器件批量自動測試裝置，其特征在于包括激光光源(1)、第一光路切換系統(tǒng)(2)、多個測試系統(tǒng)(3)、第二光路切換系統(tǒng)(4)、步進(jìn)電機(jī)控制器(5)；第一光路切換系統(tǒng)(2)的第一輸入端與激光光源(1)用光纖連接，第一光路切換系統(tǒng)(2)的輸出端與測試系統(tǒng)(3)的輸入端用光纖連接，第二光路切換系統(tǒng)(4)的第一輸入端用光纖與測試系統(tǒng)(3)的輸出端連接，步進(jìn)電機(jī)控制器(5)分別與第一光路切換系統(tǒng)(2)的第二輸入端和第二光路切換系統(tǒng)(3)的第二輸入端用信號線相連。
2、 按權(quán)利要求l所述的一種光波導(dǎo)器件批量自動測試裝置，其特征在于 所述的光路切換系統(tǒng)(2)包括底座(2-l)、底座上依次設(shè)置第一支撐架(2-2)、第二 支撐架(2-3)、第三支撐架(2-4)、步進(jìn)電機(jī)(2-5)、第四支撐架(2-6)， 6個光纖準(zhǔn)直 器按圓周六等分排列，固定在圓盤(2-7)上，圓盤(2-7)安裝在第一支撐架上(2-2); 卡位裝置(2-8)設(shè)置在第二支撐架上；第一軸承套(2-9)設(shè)在第三支撐架上；驅(qū)動 齒輪(2-ll)固定在步進(jìn)電機(jī)的動力輸出軸上，從動齒輪(2-10)設(shè)置在轉(zhuǎn)動軸上， 與驅(qū)動齒輪(2-ll)處于同一平面上，且與轉(zhuǎn)動軸垂直，驅(qū)動齒輪(2-ll)與從動齒 輪(2-10)由皮帶(2-12灘連，第二軸承套(2-13)設(shè)置在第四支撐架上，第一光纖準(zhǔn) 直器(2-15)嵌入轉(zhuǎn)盤(2-14)中，轉(zhuǎn)盤(2-14)固定在轉(zhuǎn)動軸上，轉(zhuǎn)盤(2-14)與卡位裝 置(2-8)在同一垂直面上，轉(zhuǎn)盤圓周面與卡位裝置內(nèi)圓周面吻合，轉(zhuǎn)盤圓周面開 有六個小孔，等分排列，圓盤(2-7)、卡位裝置(2-8)、轉(zhuǎn)盤(2-14)、第一軸承套(2-9)、 從動齒輪(2-10)、第二軸承套(2-13)水平同軸。光路切換系統(tǒng)(3)與光路切換系統(tǒng) (2)結(jié)構(gòu)相同。
3、 按權(quán)利要求2所述的一種光波導(dǎo)器件批量自動測試裝置，其特征在于 所述的卡位裝置(2-8)包括卡盤(2-8-l)、鋼珠(2-8-2)、彈簧(2誦8-3);卡盤(2-8畫l)內(nèi) 圓周上開有六個卡槽，等分排列，彈斷2-8-3)用螺釘固定在卡槽內(nèi)，鋼珠(2-8-2) 固定在彈簧(2-8-3)上，卡于槽內(nèi)，鋼珠(2-8-2)與轉(zhuǎn)盤(2-14)上的小孔一一對應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種實(shí)現(xiàn)光波導(dǎo)器件批量自動測試的裝置。裝置中的第一光路切換系統(tǒng)的第一輸入端與激光光源用光纖連接，第一光路切換系統(tǒng)的輸出端與測試系統(tǒng)的輸入端用光纖連接，第二光路切換系統(tǒng)的第一輸入端用光纖與測試系統(tǒng)的輸出端連接，步進(jìn)電機(jī)控制器分別與第一光路切換系統(tǒng)的第二輸入端和第二光路切換系統(tǒng)的第二輸入端用信號線相連。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，減少了人工操作的復(fù)雜性，提高了測量效率；同時，保證了測試環(huán)境的相對一致性，避免了人工切換光路帶來了額外損耗；本發(fā)明提供了多種測試方式，可以滿足不同測試需求。
文檔編號G01M11/02GK101556207SQ20091009824
公開日2009年10月14日 申請日期2009年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月30日
發(fā)明者承 劉, 王冬云, 舒曉武, 妍 馬 申請人:浙江大學(xué)