[发明专利]一种光电子器件的光学参数检测装置与方法

说明书

技术领域

本发明涉及光电子器件制造领域，特别是涉及一种应用于可靠性试验的光电子器件的光学参数检测装置与方法。

背景技术

光电子器件是支撑光纤通信发展的核心器件，广泛地应用于光纤通信、光纤传感和生物医学检测等领域。工程应用和实验表明，湿、热、振动、温度冲击等工作环境对光电子器件的使用寿命和可靠性产生重要的影响，光电子器件的可靠性实验和可靠性评价成为判断以及提高光电子器件质量的重要方法。光电子的可靠性实验主要有高温试验、低温试验、盐雾试验、高低温试验、机械性能试验等。光电子器件的可靠性实验是将光电子器件样品放置在环境实验箱中，采用光学仪器，如光功率计、插回损仪等光学仪器测量光电子器件在不同实验条件下、不同时间的光学性能如插入损耗、回波损耗、偏振相关性损耗、通道均衡性等参数的变化，直到样品参数超出指定的要求，最后采用可靠性理论和可靠性研究方法分析样品的失效特征和失效规律，确定样品的可靠性。光电子器件的可靠性试验和可靠分析可以发现这些器件在设计、材料和工艺上存在的各种缺陷，验证它们是否已达到预定的可靠性指标，了解和研究产品在不同的工作环境条件下的失效规律和失效机理。光电子器件光学参数检测需要测量每个器件、每个光学功能通道的双向光学参数，如双向插入损耗、双向偏振相关损耗、双向回波损耗等，采用传统光学参数检测方法需要长时间、多次、反复将样品的各个光路联接到光学参数检测设备上，存在测量效率低、实验劳动强度大、人为因素影响多、参数检测不稳定等缺点。

日本环境测试实验室的电子器件可靠性中心利用单色波长光源、1×N光开关和光分路耦合进行光路设计和选择，提出了自动化光学参数检测装置，实现光电子器件多路光通道的光学参数自动化测试；美国安科特纳（JDSU）公司在此基础上进行改进，选择可调激光光源作为测试光路的光源，参见附图1，采用1×N光开,7和光耦合器6进行光路的选择，设计出一种扫频波长的光学参数检测装置，提高了光学参数的检测能力。这两种设备的共同点是，利用1×N光开关7和光耦合器6进行光路的选择，并采用光功率计12和偏振控制器5进行光学参数的测量。然后，这两种方法均无法完成实验样品器件回损参数的测量，且前一种方法只能完成光电子器件简单光学参数的检测，后一种方法虽然参检测不同波段的光学参数，但设备设计复杂、价格昂贵。本申请人有鉴于上述现有技术的不足，研究出一种光电子器件的光学参数检测装置与方法。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明公布了一种光电子可靠性试验的光学参数检测装置，该装置采用波分复用器和一台光开关，将宽带光源中不同波长的光源分离出来，构成一组测试光源，通过一台1×2光耦合器与偏振控制器和一台回损仪相联；安置在试验箱中的光电子器件样品的各光路与布置在试验箱旁的两台2×N光开关的各个端口采用光纤连接，此两台2×N光开关通过一台2×2光开关与光功率计和偏振控制器相联；计算机通过控制器控制几组光开关的开关，选择光源从正向或反向通过样品的各个通道，实现各光电子器件样品的光学参数，如插入损耗、回波损耗、偏振相关损耗、波长相关性损耗的在线检测；此光学参数检测装置中2×N光开关由一组2×2光开关采用串联的方式联接，可自由扩展测试通道，提高测试能力；计算机实时记录试验箱的各种信息，以及光学参数检测结果，并根据可靠性理论和方法得出分析结果。

本发明通过以下技术方案实现，该检测装置由试验箱、光开关、光学偏振控制器、波分复用器、宽谱激光光源、回损仪、光耦合器件、光功率计、控制器和计算机组成。布置在试验箱旁的两台2×N光开关一侧的N个光端口分别与放置在试验箱中光电子器件样品的光路两端相联；另外一侧2个光端口中的一个通过一台2×2的光开关与一台偏振控制器相联，另一端口联接一个光纤终止器；一台波分复用器的入口光端口与宽带光源相联，其出射光端口和单波长激光光源一起与一台1×N的光开关的N个光端口相连，再通过光耦合器与偏振控制器件和回损仪相联；控制器采用电学接口与光开关相接，计算机通过通信接口与试验箱、回损仪、光功率计相联。所述的控制器采用数字电路、模拟电路或单片机等多种方式。

所述的2×N光开关由一组2×2光开关采用串联的方式联接而成。