CN107036788B - 一种蝶形封装dfb激光器自动测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种蝶形封装DFB激光器自动测试系统及方法，该系统包括：PC机，所述PC机通过通信协议对系统主控电路进行控制；系统主控电路，所述系统主控电路根据PC机的控制命令对被测激光器各管脚电路进行对应切换并驱动被测激光器；激光器夹具，所述激光器夹具对被测激光器进行夹持；线宽测量系统，根据延迟自外差法将被测激光器的延迟的参考光与移频的信号光之间的差频信号确定被测激光器的线宽；和自动测试系统，根据PC机的控制命令切换不同测试装置对被测激光器进行测试。本发明实现了各管脚功能的任意定义，为不同厂家不同型号的蝶形封装DFB激光器提供通用支持，实现了不同厂家不同型号蝶形封装DFB激光器的激光器线宽、功率等指标的自动测试。

Description

一种蝶形封装DFB激光器自动测试系统及方法

技术领域

本发明属于激光器测试的技术领域，特别是涉及一种蝶形封装DFB激光器自动测试系统及方法。

背景技术

DFB(Distributed Feedback Laser)，即分布式反馈激光器，其内置了布拉格光栅(Bragg Grating)，属于侧面发射的半导体激光器。目前，DFB激光器主要以半导体材料为介质，包括锑化镓(GaSb)、砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)、硫化锌(ZnS)等。DFB激光器最大特点是具有非常好的单色性(即光谱纯度)，它的线宽普遍可以做到1MHz以内，以及具有非常高的边模抑制比(SMSR)，目前可高达40-50dB以上。DFB激光器由于窄线宽、动态单模、波长可调谐等优异的性能，被广泛应用于光通信、光传感和光测量等技术领域。

然而，在使用DFB激光器的相关产品的研制、生产过程中，对于需要使用的DFB激光器的测试检验始终是个难题，尤其是蝶形封装的DFB激光器。因为蝶形封装DFB激光器一般有10脚或14脚两种封装，不同厂家的DBF激光器虽然封装外形尺寸一致，但其管脚定义都存在差别，比如有的型号1管脚为热敏电阻正极，有的型号1管脚则未制冷器正极等。针对一种型号DFB激光器搭建的测试电路无法应用在另一种DFB激光器型号上。

现有的蝶形封装DFB激光器测试都采用专用电路进行驱动，再结合其他仪器进行手动测试，不仅只能对其对应厂家对应型号的DFB激光器进行驱动，而且人工测试过程繁琐、耗费时间长、效率低，容易引入人为的测试误差。一旦使用其他厂家或其他型号的DFB激光器，还需要重新设计驱动电路才能进行测试，增加了额外的设计验证时间、设计研制成本，影响了研制、生产效率。

综上所述，现有技术中对于不同厂家或不同型号的DFB激光器在不重新搭建驱动电路设计驱动方法的情况下如何进行蝶形封装DFB激光器性能指标自动测试的问题，尚缺乏有效的解决方案。

发明内容

本发明为了克服现有技术中对于不同厂家或不同型号的DFB激光器在不重新搭建驱动电路设计驱动方法的情况下无法进行蝶形封装DFB激光器性能指标自动测试的问题，提供一种蝶形封装DFB激光器自动测试系统及方法。实现了对不同厂家不同型号蝶形封装DFB激光器的激光器线宽、功率等指标的自动测试。

为了实现上述目的，本发明采用如下一种技术方案：

一种蝶形封装DFB激光器自动测试系统，该系统包括：

PC机，所述PC机通过通信协议对系统主控电路进行控制；

和

系统主控电路，所述系统主控电路根据PC机的控制命令对被测激光器各管脚电路进行对应切换并驱动被测激光器；

和

激光器夹具，所述激光器夹具对被测激光器进行夹持，并将被测激光器分别与所述PC机、系统主控电路、线宽测量系统和自动测试系统连接，所述激光器夹具和被测激光器均放置于高低温恒温箱中；

和

线宽测量系统，所述线宽测量系统与所述PC机连接，根据延迟自外差法用被测激光器的延迟的参考光与移频的信号光之间的差频信号确定被测激光器的线宽；

和

自动测试系统，所述自动测试系统与所述PC机连接，根据PC机的控制命令切换不同测试装置对被测激光器进行测试。

进一步的，所述系统主控电路包括系统主控机、激光器夹具接插件、管脚定义驱动单元和电开关；所述管脚定义驱动单元和所述电开关与被测激光器有效管脚一一对应；被测激光器有效管脚对应的所述管脚定义驱动单元通过其相应的所述电开关与被测激光器有效管脚任意连接，所述系统主控机根据所述PC机中的管脚设置，控制被测激光器有效管脚对应的所述电开关进行切换，不同管脚定义驱动单元并通过所述激光器夹具接插件对所述激光器夹具中夹持的相对应的被测激光器有效管脚进行驱动。

进一步的，所述激光器夹具包括激光器夹具底座、激光器夹具上盖板和激光器电路底板，所述激光器夹具上盖板设置于所述激光器夹具底座上部，所述激光器夹具上盖板的一端与所述激光器夹具底座的一端可转动打开连接；所述激光器电路底板设置于所述激光器夹具底座和所述激光器夹具上盖板之间，所述激光器电路底板通过高速接插件与所述系统主控电路连接。

进一步的，所述激光器夹具上盖板包括激光器夹具上盖板框架，与所述激光器夹具上盖板框架上设置的激光器夹具上盖板转轴和激光器夹具上盖板卡扣；

所述激光器夹具底座包括激光器夹具底座框架，与所述激光器夹具底座框架上设置的激光器夹具底座转轴结构、激光器夹具底座电路底板定位安装孔柱和激光器底座卡扣槽；所述激光器夹具电路底板定位安装孔用于固定所述激光器电路底板；

所述激光器夹具上盖板转轴与所述激光器夹具底座转轴结构连接，所述激光器夹具上盖板卡扣在所述激光器夹具夹持状态与所述激光器底座卡扣槽连接。

进一步的，所述线宽测量系统包括第一耦合器、第二耦合器、微波信号发生器、声光调制器、第三耦合器、延迟光纤、第一光电转换器和频谱分析仪；

所述第一耦合器分别与所述激光器夹具、第二耦合器和自动测试系统连接，所述第二耦合器分别与声光调制器和延迟光纤连接，所述声光调制器和延迟光纤连接的另一端均与所述第三耦合器连接，所述第三耦合器依次与第一光电转换器和频谱分析仪连接，所述频谱分析仪与所述PC机连接，将分析结果传输回所述PC机；

所述微波信号发生器分别与所述声光调制器、所述PC机连接。

进一步的，所述自动测试系统包括1×4光开关、光功率计、光波长计、光谱仪、第二光电转换器和示波器；

所述1×4光开关一端与所述第一耦合器连接，所述1×4光开关另一端的第一通道、第二通道、第三通道和第四通道分别与光功率计、光波长计、光谱仪和第二光电转换器连接，所述第二光电转换器和所述示波器连接，所述光功率计、光波长计、光谱仪和示波器分别与所述PC机连接。

本发明为了克服现有技术中对于不同厂家或不同型号的DFB激光器在不重新搭建驱动电路设计驱动方法的情况下无法进行蝶形封装DFB激光器性能指标自动测试的问题，提供一种蝶形封装DFB激光器自动测试系统及方法。实现了对不同厂家不同型号蝶形封装DFB激光器的激光器线宽、功率等指标的自动测试。

为了实现上述目的，本发明采用如下另一种技术方案：

一种蝶形封装DFB激光器自动测试方法，该方法基于所述系统，包括以下步骤：

(1)被测激光器的安装与初始化参数设置；

(2)PC机控制系统主控电路完成被测激光器各管脚电路的对应切换；并根据步骤(1)中的初始化参数对被测激光器进行驱动；

(3)PC机控制系统主控电路通过线宽测量系统和自动测试系统对被测激光器进行自动测试；

(4)自动测试完毕，输出测试结果。

进一步的，所述步骤(1)中被测激光器的安装与初始化参数设置的具体步骤为：

(1-1)将被测激光器放入激光器夹具；

(1-2)闭合激光器夹具上盖板，并将激光器夹具上盖板卡扣与所述激光器底座卡扣槽连接，夹持被测激光器；

(1-3)连接系统主控电路与激光器夹具电路底板；

(1-4)通过PC机设置被测激光器各引脚功能定义、电压或电流，设置激光器驱动信号种类相关参数。

进一步的，所述步骤(3)中自动测试的具体步骤为：

PC机控制系统主控电路改变被测激光器的驱动电流参数；分别通过微波信号发生器、频谱分析仪、1×4光开关、光功率计、光波长计、光谱仪对被测激光器展开自动测试；所述自动测试包括激光器线宽测试、激光器LI特性测试、激光器脉冲响应测试、激光器温度特性测试和热敏电阻校准测试。

进一步的，所述激光器线宽测试的具体步骤为：

(3-1-1)：PC机控制系统主控电路驱动被测激光器，第一驱动信号和第二驱动信号设定为电流驱动，电流大小I＝I0，I0为起始驱动电流；

(3-1-2)：PC机控制微波信号发生器产生频率F0信号调制声光调制器中信号；

(3-1-3)：PC机读取频谱分析仪的数据，并计算驱动电流I0条件下线宽FWHM0；

(3-1-4)：PC机控制系统主控电路改变被测激光器的第一驱动信号和第二驱动信号的驱动电流大小，电流大小I＝I1，I1为改变后的驱动电流；

(3-1-5)：PC机读取频谱分析仪的数据，计算驱动电流I1条件下对应线宽FWHM；

(3-1-6)：重复步骤(3-1-4)，直至驱动电流I1≥激光器最大电流值IMAX；

(3-1-7)：输出电流-线宽数据。

进一步的，所述激光器LI特性测试的具体步骤为：

(3-2-1)：PC机控制1×4光开关切换到第一通道，光功率计接入自动测试系统；

(3-2-2)：PC机控制系统主控电路改变被测激光器中第一驱动信号和第二驱动信号注入电流从I0至IMAX按照步长IS增加，每增加一次，PC机读取光功率计的测试值，即可得到LI特性曲线，I0为激光器最小驱动电流，IMAX为激光器最大驱动电流，IS为电流增长步长。

进一步的，所述激光器脉冲响应测试的具体步骤为：

(3-3-1)：PC机控制1×4光开关切换到第四通道，光电转换器和示波器接入自动测试系统；

(3-3-2)：PC机控制系统主控电路改变被测激光器的注入电流为脉冲电流，起始幅值为IF＝IF0，步长IFS，最大幅值IFMAX；起始周期为T＝T0，周期衰减倍数为N，N＝10，10²，10³，10⁴，10⁵；

(3-3-3)：PC机读取示波器测试结果，与PC机内部存储脉冲产生数据一同输出；

(3-3-4)：令IF＝IF0+IFS，重复步骤(3-3-3)，直至IF≥IFMAX；得到幅值曲线数据；

(3-3-5)：令IF＝I0，T＝T0/N，N＝10，10²，10³，10⁴，10⁵；PC机读取示波器测试结果，与PC机内部存储脉冲产生数据一同输出；得到周期曲线数据。

进一步的，所述激光器温度特性测试的具体步骤为：

(3-4-1)：PC机设定起始温度TS和截止温度TE，温度步进TA，当前温度T＝TS；

(3-4-2)：PC机控制高低温恒温箱的温度至T，待高低温恒温箱的温度平稳后，执行步骤(3-4-3)；

(3-4-3)：PC机控制系统主控电路改变被测激光器中第一驱动信号和第二驱动信号，注入电流为典型驱动电流值IT；

(3-4-4)：PC机控制1×4光开关切换至第一通道，读取光功率计测试值PT；

(3-4-5)：PC机控制1×4光开关切换至第二通道，读取光波长计测试值WT；

(3-4-6)：PC机控制1×4光开关切换至第三通道，读取光谱仪测试值ST；

(3-4-7)：判断高低温恒温箱的温度T与截止温度TE的关系，如果T小于等于TE，则T＝T+TA，重复步骤(3-4-2)，否则，转步骤(3-4-8)；

(3-4-8)：输出不同温度T下的PT曲线、WT曲线与ST曲线数据。

进一步的，所述热敏电阻校准测试的具体步骤为：

(3-5-1)：PC机设定起始温度TS和截止温度TE，温度步进TA，当前温度T＝TS；

(3-5-2)：PC机控制高低温恒温箱的温度至T，待高低温恒温箱的温度平稳后，执行步骤(3-5-3)；

(3-5-3)：PC机控制系统主控电路读取热敏电阻的阻值测量数据TPT；

(3-5-4)：判断高低温恒温箱的温度T与截止温度TE的关系，如果T小于等于TE，则T＝T+TA，重复步骤(3-5-2)，否则，转步骤(3-5-5)；

(3-5-5)：输出不同温度T下的TPT曲线数据。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

(1)本发明在总结各厂家各种型号蝶形封装DFB激光器的管脚定义与驱动方式的基础上，提出了一种蝶形封装DFB激光器自动测试系统，包含一种针对蝶形DFB激光器设计的激光器驱动夹具，并设计了一套可自由定义激光器各管脚驱动的系统主控电路，实现了各管脚功能的任意定义，为不同厂家不同型号的蝶形封装DFB激光器提供通用支持，实现了不同厂家不同型号蝶形封装DFB激光器的激光器线宽、功率等指标的自动测试。在测试不同厂家不同型号蝶形封装DFB激光器时，无需重新搭建驱动电路，设计驱动方案，减少了对不同型号DFB激光器驱动电路的设计时间与人力成本，提高了产品研制效率，节省了研制成本；

(2)本发明的一种蝶形封装DFB激光器自动测试方法，系PC机控制系统主控电路通过线宽测量系统和自动测试系统对被测激光器进行线宽、功率等指标的全自动测试，具体包括了激光器线宽测试、激光器LI特性测试、激光器脉冲响应测试、激光器温度特性测试和热敏电阻校准测试，本发明的一种蝶形封装DFB激光器自动测试方法减少了激光器测试实验时间，提高了激光器测试效率，同时降低人工手动测试过程中由于人为操作引入的测试误差。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本发明一种蝶形封装DFB激光器自动测试系统的结构示意图；

图2为本发明的系统主控电路的结构示意图；

图3为本发明的激光器夹具打开状态的结构示意图；

图4为本发明的激光器夹具夹持状态的结构示意图；

图5为本发明的激光器夹具上盖板的结构示意图；

图6为本发明的激光器夹具底座的结构示意图；

其中：1-PC机，2-系统主控电路，201-系统主控机，202-阻值测量，203-热敏电阻正极，204-热敏电阻负极，205-第一电流控制，206-制冷器正极，207-制冷器负极，208-第一驱动信号，209-激光器直流负极，210-第二驱动信号，211-激光器射频负极，212-第二电流控制，213-光电二极管正极，214-第一电压控制，215-光电二极管负极，216-第二电压控制，217-第一激光器正极，218-第三电压控制，219-第二激光器正极，220-第一电开关，221-第二电开关，222-第三电开关，223-第四电开关，224-第五电开关，225-第六电开关，226-第七电开关，227-第八电开关，228-第九电开关，229-第十电开关，230-激光器夹具接插件，3-高低温恒温箱，4-激光器夹具，401-激光器夹具上盖板，4011-激光器夹具上盖板框架，4012-激光器夹具上盖板转轴，4013-激光器夹具上盖板卡扣，402-激光器夹具底座，4021-激光器夹具底座转轴结构，4022-激光器夹具底座框架，4023-激光器夹具底座电路底板定位安装孔柱，4024-激光器底座卡扣槽，403-激光器电路底板，404-激光器电路底板定位安装孔，5-第一耦合器，6-第二耦合器，7-微波信号发生器，8-声光调制器，9-第三耦合器，10-延迟光纤，11-第一光电转换器，12-频谱分析仪，13-1×4光开关，14-光功率计，15-光波长计，16-光谱仪，17-被测激光器，18-第二光电转换器，19-示波器。

具体实施方式：

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在对于不同厂家或不同型号的DFB激光器在不重新搭建驱动电路设计驱动方法的情况下无法进行蝶形封装DFB激光器性能指标自动测试的问题，提供一种蝶形封装DFB激光器自动测试系统。实现了对不同厂家不同型号蝶形封装DFB激光器的激光器线宽、功率等指标的自动测试。

本申请的一种典型的实施方式中，采用如下技术方案：

一种蝶形封装DFB激光器自动测试系统，如图1所示，该系统包括：PC机1，系统主控电路2，激光器夹具4，线宽测量系统和自动测试系统。

PC机1，所述PC机1通过通信协议对系统主控电路2进行控制；

系统主控电路2，所述系统主控电路2根据PC机1的控制命令对被测激光器17各管脚电路进行对应切换并驱动被测激光器17；

如图2所示，所述系统主控电路2包括系统主控机201、激光器夹具接插件230、管脚定义驱动单元和电开关；所述管脚定义驱动单元和所述电开关与被测激光器17有效管脚一一对应；在本实施例中，被测激光器17有效管脚如表1所示，包括热敏电阻+，热敏电阻-，激光器直流负极，光电二极管正极，光电二极管负极，制冷器正极，制冷器负极，激光器正极，激光器射频负极，激光器正极。

表1

编号	管脚定义
		1	热敏电阻+
2	热敏电阻-
		3	激光器直流负极
4	光电二极管正极
		5	光电二极管负极
6	制冷器正极
		7	制冷器负极
8	无
		9	无
10	无
		11	激光器正极
12	激光器射频负极
		13	激光器正极
14	无

被测激光器17有效管脚对应的所述管脚定义驱动单元通过其相应的所述电开关与被测激光器17有效管脚的任意连接，在本实施例中，所述管脚定义驱动单元包括热敏电阻正极203，热敏电阻负极204，制冷器正极206，制冷器负极207，激光器直流负极209，激光器射频负极211，光电二极管正极213，光电二极管负极215，第一激光器正极217，第二激光器正极219。所述电开关包括第一电开关220，第二电开关221，第三电开关222，第四电开关223，第五电开关224，第六电开关225，第七电开关226，第八电开关227，第九电开关228，第十电开关229。

所述系统主控机201根据所述PC机1中的管脚设置(热敏电阻正极203，热敏电阻负极204，制冷器正极206，制冷器负极207，激光器直流负极209，激光器射频负极211，光电二极管正极213，光电二极管负极215，第一激光器正极217，第二激光器正极219)，控制被测激光器17有效管脚对应的所述电开关进行切换，不同管脚定义驱动单元并通过所述激光器夹具接插件230对所述激光器夹具4中夹持的相对应的被测激光器17有效管脚进行驱动。

系统主控机控制阻值测量202驱动热敏电阻负极204通过第一电开关220对应被测激光器17有效管脚热敏电阻-；系统主控机控制阻值测量202驱动热敏电阻正极203通过第二电开关221对应被测激光器17有效管脚热敏电阻+；系统主控机控制第一电流控制205驱动制冷器正极206通过第三电开关222对应被测激光器17有效管脚制冷器正极；系统主控机控制第一电流控制205驱动制冷器负极207通过第四电开关223对应被测激光器17有效管脚制冷器负极；系统主控机控制第一驱动信号208驱动激光器直流负极209通过第五电开关224对应被测激光器17有效管脚激光器直流负极；系统主控机控制第一驱动信号210驱动激光器射频负极211通过第六电开关225对应被测激光器17有效管脚激光器射频负极；系统主控机控制第二电流控制212驱动光电二极管正极213通过第七电开关226对应被测激光器17有效管脚光电二极管正极；系统主控机控制第一电压控制214驱动光电二极管负极215通过第八电开关227对应被测激光器17有效管脚光电二极管负极；系统主控机控制第二电压控制216驱动第一激光器正极217通过第九电开关228对应被测激光器17有效管脚激光器正极；系统主控机控制第三电压控制218驱动第二激光器正极219通过第十电开关229对应被测激光器17有效管脚激光器正极；

激光器夹具4，所述激光器夹具4对被测激光器17进行夹持，并将被测激光器17分别与所述PC机1、系统主控电路2、线宽测量系统和自动测试系统连接，所述激光器夹具4和被测激光器17均放置于高低温恒温箱3中；

如图3和图4所示，所述激光器夹具4包括激光器夹具底座402、激光器夹具上盖板401和激光器电路底板403，所述激光器夹具上盖板401设置于所述激光器夹具底座402上部，所述激光器夹具上盖板401的一端与所述激光器夹具底座402的一端可转动打开连接；所述激光器电路底板403通过激光器电路底板定位安装孔404设置于所述激光器夹具底座402和所述激光器夹具上盖板401之间，所述激光器电路底板403通过高速接插件与所述系统主控电路2连接。

如图5所示，所述激光器夹具上盖板401包括激光器夹具上盖板框架4011，与所述激光器夹具上盖板框架4011上设置的激光器夹具上盖板转轴4012和激光器夹具上盖板卡扣4013；

如图6所示，所述激光器夹具底座402包括激光器夹具底座框架4022，与所述激光器夹具底座框架4022上设置的激光器夹具底座转轴结构4021、激光器夹具底座电路底板定位安装孔柱4023和激光器底座卡扣槽4024；所述激光器夹具电路底板定位安装孔用于固定所述激光器电路底板403；

所述激光器夹具上盖板转轴4012与所述激光器夹具底座转轴结构4021连接，所述激光器夹具上盖板卡扣4013在所述激光器夹具夹持状态与所述激光器底座卡扣槽4024连接。

线宽测量系统，所述线宽测量系统与所述PC机1连接，根据延迟自外差法用被测激光器17的延迟的参考光与移频的信号光之间的差频信号确定被测激光器17的线宽；

如图1所示，所述线宽测量系统包括第一耦合器5、第二耦合器6、微波信号发生器7、声光调制器8、第三耦合器9、延迟光纤10、第一光电转换器11和频谱分析仪12；

所述第一耦合器5分别与所述激光器夹具、第二耦合器6和自动测试系统连接，所述第二耦合器6分别与声光调制器8和延迟光纤10连接，所述声光调制器8和延迟光纤10连接的另一端均与所述第三耦合器9连接，所述第三耦合器9依次与第一光电转换器11和频谱分析仪12连接，所述频谱分析仪12与所述PC机1连接，将分析结果传输回所述PC机1；

所述微波信号发生器7分别与所述声光调制器8、所述PC机1连接。

所述线宽测量系统，利用Mach-Zehnder干涉仪将光波的频率噪声转变为强度噪声，所述线宽测量系统把被测激光器17的一部分光束作为本地振荡，即参考光束，当参考光束经过长臂光纤(延迟光纤10)延迟后，与另一路经过短臂光纤且被移频器(声光调制器8)移频的信号光束通过第三耦合器9耦合进入光电二极管中，若光纤延迟时间大于激光器相干时间的6倍时，则经延迟后的参考光束与经过移频器的信号光束会发生干涉从而产生差拍信号，可以从延迟的参考光与移频的信号光之间的差频信号来确定被测激光器17的线宽。

自动测试系统，所述自动测试系统与所述PC机1连接，根据据PC机1的控制命令切换不同测试装置对被测激光器17进行测试。

如图1所示，所述自动测试系统包括1×4光开关13、光功率计14、光波长计15、光谱仪16、第二光电转换器18和示波器19；

所述1×4光开关13一端与所述第一耦合器5连接，所述1×4光开关13另一端的第一通道、第二通道、第三通道和第四通道分别与光功率计14、光波长计15、光谱仪16和第二光电转换器18连接，所述第二光电转换器18和所述示波器19连接，所述光功率计14、光波长计15、光谱仪16和示波器19分别与所述PC机1连接。

实施例2：

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在对于不同厂家或不同型号的DFB激光器在不重新搭建驱动电路设计驱动方法的情况下无法进行蝶形封装DFB激光器性能指标自动测试的问题，提供一种蝶形封装DFB激光器自动测试方法。实现了对不同厂家不同型号蝶形封装DFB激光器的激光器线宽、功率等指标的自动测试。

本申请的一种典型的实施方式中，采用如下技术方案：

一种蝶形封装DFB激光器自动测试方法，该方法基于所述系统，包括以下步骤：

(1)被测激光器17的安装与初始化参数设置；

(2)PC机1控制系统主控电路2完成被测激光器17各管脚电路的对应切换；并根据步骤(1)中的初始化参数对被测激光器17进行驱动；

(3)PC机1控制系统主控电路2通过线宽测量系统和自动测试系统对被测激光器17进行自动测试；

(4)自动测试完毕，输出测试结果。

所述步骤(1)中被测激光器17的安装与初始化参数设置的具体步骤为：

(1-1)将被测激光器17放入激光器夹具；

(1-2)闭合激光器夹具上盖板，并将激光器夹具上盖板卡扣4013与所述激光器底座卡扣槽4024连接，夹持被测激光器17；

(1-3)连接系统主控电路2与激光器夹具电路底板；

(1-4)通过PC机1设置被测激光器17各引脚功能定义、电压或电流，设置激光器驱动信号种类相关参数。

所述步骤(3)中自动测试的具体步骤为：

PC机1控制系统主控电路2改变被测激光器17的驱动电流参数；分别通过微波信号发生器7、频谱分析仪12、1×4光开关13、光功率计14、光波长计15、光谱仪16对被测激光器17展开自动测试；所述自动测试包括激光器线宽测试、激光器LI特性测试、激光器脉冲响应测试、激光器温度特性测试和热敏电阻校准测试。

如图2所示，所述激光器线宽测试的具体步骤为：

(3-1-1)：PC机1控制系统主控电路2驱动被测激光器17，第一驱动信号和第二驱动信号设定为电流驱动，电流大小I＝I0，I0为起始驱动电流；

(3-1-2)：PC机1控制微波信号发生器7产生频率F0信号调制声光调制器中信号；

(3-1-3)：PC机1读取频谱分析仪12的数据，并计算驱动电流I0条件下线宽FWHM0；

(3-1-4)：PC机控制系统主控电路改变被测激光器的第一驱动信号和第二驱动信号的驱动电流大小，电流大小I＝I1，I1为改变后的驱动电流；

(3-1-5)：PC机1读取频谱分析仪12的数据，计算驱动电流I1条件下对应线宽FWHM；

(3-1-6)：重复步骤(3-1-4)，直至驱动电流I1≥激光器最大电流值IMAX；

(3-1-7)：输出电流-线宽数据。

如图2所示，所述激光器LI特性测试的具体步骤为：

(3-2-1)：PC机1控制1×4光开关13切换到第一通道，光功率计14接入自动测试系统；

(3-2-2)：PC机1控制系统主控电路2改变被测激光器17中第一驱动信号和第二驱动信号注入电流从I0至IMAX按照步长IS增加，每增加一次，PC机1读取光功率计14的测试值，即可得到LI特性曲线，I0为激光器最小驱动电流，IMAX为激光器最大驱动电流，IS为电流增长步长。

如图2所示，所述激光器脉冲响应测试的具体步骤为：

(3-3-1)：PC机1控制1×4光开关13切换到第四通道，光电转换器和示波器19接入自动测试系统；

(3-3-2)：PC机1控制系统主控电路2改变被测激光器17的注入电流为脉冲电流，起始幅值为IF＝IF0，步长IFS，最大幅值IFMAX；起始周期为T＝T0，周期衰减倍数为N，N＝10，10²，10³，10⁴，10⁵；

(3-3-3)：PC机1读取示波器19测试结果，与PC机1内部存储脉冲产生数据一同输出；

(3-3-4)：令IF＝IF0+IFS，重复步骤(3-3-3)，直至IF≥IFMAX；得到幅值曲线数据；

(3-3-5)：令IF＝I0，T＝T0/N，N＝10，10²，10³，10⁴，10⁵；PC机1读取示波器19测试结果，与PC机1内部存储脉冲产生数据一同输出；得到周期曲线数据。

如图2所示，所述激光器温度特性测试的具体步骤为：

(3-4-1)：PC机1设定起始温度TS和截止温度TE，温度步进TA，当前温度T＝TS；

(3-4-2)：PC机1控制高低温恒温箱3的温度至T，待高低温恒温箱3的温度平稳后，执行步骤(3-4-3)；

(3-4-3)：PC机1控制系统主控电路2改变被测激光器17中第一驱动信号和第二驱动信号，注入电流为典型驱动电流值IT；

(3-4-4)：PC机1控制1×4光开关13切换至第一通道，读取光功率计14测试值PT；

(3-4-5)：PC机1控制1×4光开关13切换至第二通道，读取光波长计15测试值WT；

(3-4-6)：PC机1控制1×4光开关13切换至第三通道，读取光谱仪16测试值ST；

(3-4-7)：判断高低温恒温箱3的温度T与截止温度TE的关系，如果T小于等于TE，则T＝T+TA，重复步骤(3-4-2)，否则，转步骤(3-4-8)；

(3-4-8)：输出不同温度T下的PT曲线、WT曲线与ST曲线数据。

如图2所示，所述热敏电阻校准测试的具体步骤为：

(3-5-1)：PC机1设定起始温度TS和截止温度TE，温度步进TA，当前温度T＝TS；

(3-5-2)：PC机1控制高低温恒温箱3的温度至T，待高低温恒温箱3的温度平稳后，执行步骤(3-5-3)；

(3-5-3)：PC机1控制系统主控电路2读取热敏电阻的阻值测量202数据TPT；

(3-5-4)：判断高低温恒温箱3的温度T与截止温度TE的关系，如果T小于等于TE，则T＝T+TA，重复步骤(3-5-2)，否则，转步骤(3-5-5)；

(3-5-5)：输出不同温度T下的TPT曲线数据。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

(1)本发明在总结各厂家各种型号蝶形封装DFB激光器的管脚定义与驱动方式的基础上，提出了一种蝶形封装DFB激光器自动测试系统，包含一种针对蝶形DFB激光器设计的激光器驱动夹具，并设计了一套可自由定义激光器各管脚驱动的系统主控电路2，实现了各管脚功能的任意定义，为不同厂家不同型号的蝶形封装DFB激光器提供通用支持，实现了不同厂家不同型号蝶形封装DFB激光器的激光器线宽、功率等指标的自动测试。在测试不同厂家不同型号蝶形封装DFB激光器时，无需重新搭建驱动电路，设计驱动方案，减少了对不同型号DFB激光器驱动电路的设计时间与人力成本，提高了产品研制效率，节省了研制成本；

(2)本发明的一种蝶形封装DFB激光器自动测试方法，系PC机1控制系统主控电路2通过线宽测量系统和自动测试系统对被测激光器17进行线宽、功率等指标的全自动测试，具体包括了激光器线宽测试、激光器LI特性测试、激光器脉冲响应测试、激光器温度特性测试和热敏电阻校准测试，本发明的一种蝶形封装DFB激光器自动测试方法减少了激光器测试实验时间，提高了激光器测试效率，同时降低人工手动测试过程中由于人为操作引入的测试误差。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并非对本发明保护范围的限制，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改、等同替换或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (9)

1.一种蝶形封装DFB激光器自动测试系统，其特征是：该系统包括：

PC机，所述PC机通过通信协议对系统主控电路进行控制；

和

系统主控电路，所述系统主控电路根据PC机的控制命令对被测激光器各管脚电路进行对应切换并驱动被测激光器；

和

激光器夹具，所述激光器夹具对被测激光器进行夹持，并将被测激光器分别与所述PC机、系统主控电路、线宽测量系统和自动测试系统连接，所述激光器夹具和被测激光器均放置于高低温恒温箱中；

和

线宽测量系统，所述线宽测量系统与所述PC机连接，根据延迟自外差法用被测激光器的延迟的参考光与移频的信号光之间的差频信号确定被测激光器的线宽；

和

自动测试系统，所述自动测试系统与所述PC机连接，根据PC机的控制命令切换不同测试装置对被测激光器进行测试；

所述线宽测量系统包括第一耦合器、第二耦合器、微波信号发生器、声光调制器、第三耦合器、延迟光纤、第一光电转换器和频谱分析仪；

所述第一耦合器分别与所述激光器夹具、第二耦合器和自动测试系统连接，所述第二耦合器分别与声光调制器和延迟光纤连接，所述声光调制器和延迟光纤连接的另一端均与所述第三耦合器连接，所述第三耦合器依次与第一光电转换器和频谱分析仪连接，所述频谱分析仪与所述PC机连接，将分析结果传输回所述PC机；

所述微波信号发生器分别与所述声光调制器、所述PC机连接；

所述自动测试系统包括1×4光开关、光功率计、光波长计、光谱仪、第二光电转换器和示波器；

所述1×4光开关一端与所述第一耦合器连接，所述1×4光开关另一端的第一通道、第二通道、第三通道和第四通道分别与光功率计、光波长计、光谱仪和第二光电转换器连接，所述第二光电转换器和所述示波器连接，所述光功率计、光波长计、光谱仪和示波器分别与所述PC机连接。

2.如权利要求1所述的一种蝶形封装DFB激光器自动测试系统，其特征是：所述系统主控电路包括系统主控机、激光器夹具接插件、管脚定义驱动单元和电开关；所述管脚定义驱动单元和所述电开关与被测激光器有效管脚一一对应；被测激光器有效管脚对应的所述管脚定义驱动单元通过其相应的所述电开关与被测激光器有效管脚任意连接，所述系统主控机根据所述PC机中的管脚设置，控制被测激光器有效管脚对应的所述电开关进行切换，不同管脚定义驱动单元并通过所述激光器夹具接插件对所述激光器夹具中夹持的相对应的被测激光器有效管脚进行驱动。

3.如权利要求1所述的一种蝶形封装DFB激光器自动测试系统，其特征是：所述激光器夹具包括激光器夹具底座、激光器夹具上盖板和激光器电路底板，所述激光器夹具上盖板设置于所述激光器夹具底座上部，所述激光器夹具上盖板的一端与所述激光器夹具底座的一端可转动打开连接；所述激光器电路底板设置于所述激光器夹具底座和所述激光器夹具上盖板之间，所述激光器电路底板通过高速接插件与所述系统主控电路连接；

所述激光器夹具上盖板包括激光器夹具上盖板框架，与所述激光器夹具上盖板框架上设置的激光器夹具上盖板转轴和激光器夹具上盖板卡扣；

所述激光器夹具底座包括激光器夹具底座框架，与所述激光器夹具底座框架上设置的激光器夹具底座转轴结构、激光器夹具底座电路底板定位安装孔柱和激光器底座卡扣槽；所述激光器夹具电路底板定位安装孔用于固定所述激光器电路底板；

所述激光器夹具上盖板转轴与所述激光器夹具底座转轴结构连接，所述激光器夹具上盖板卡扣在所述激光器夹具夹持状态与所述激光器底座卡扣槽连接。

4.一种蝶形封装DFB激光器自动测试方法，该方法基于如权利要求1-3任一所述的一种蝶形封装DFB激光器自动测试系统，其特征是：包括以下步骤：

(1)被测激光器的安装与初始化参数设置；

(2)PC机控制系统主控电路完成被测激光器各管脚电路的对应切换；并根据步骤(1)中的初始化参数对被测激光器进行驱动；

(3)PC机控制系统主控电路通过线宽测量系统和自动测试系统对被测激光器进行自动测试；所述自动测试包括激光器线宽测试、激光器LI特性测试、激光器脉冲响应测试、激光器温度特性测试和热敏电阻校准测试；

(4)自动测试完毕，输出测试结果。

5.如权利要求4所述的一种蝶形封装DFB激光器自动测试方法，其特征是：所述步骤(3)中，激光器线宽测试的具体步骤为：

(3-1-1)：PC机控制系统主控电路驱动被测激光器，第一驱动信号和第二驱动信号设定为电流驱动，电流大小I＝I0，I0为起始驱动电流；

(3-1-2)：PC机控制微波信号发生器产生频率F0信号调制声光调制器中信号；

(3-1-3)：PC机读取频谱分析仪的数据，并计算驱动电流I0条件下线宽FWHM0；

(3-1-4)：PC机控制系统主控电路改变被测激光器的第一驱动信号和第二驱动信号的驱动电流大小，电流大小I＝I1，I1为改变驱动电流；

(3-1-5)：PC机读取频谱分析仪的数据，计算驱动电流I1条件下对应线宽FWHM；

(3-1-6)：重复步骤(3-1-4)，直至驱动电流I1≥激光器最大电流值IMAX；

(3-1-7)：输出电流-线宽数据。

6.如权利要求4所述的一种蝶形封装DFB激光器自动测试方法，其特征是：所述步骤(3)中，所述激光器LI特性测试的具体步骤为：

(3-2-1)：PC机控制1×4光开关切换到第一通道，光功率计接入自动测试系统；

(3-2-2)：PC机控制系统主控电路改变被测激光器中第一驱动信号和第二驱动信号注入电流从I0至IMAX按照步长IS增加，每增加一次，PC机读取光功率计的测试值，即可得到LI特性曲线，I0为激光器最小驱动电流，IMAX为激光器最大驱动电流，IS为电流增长步长。

7.如权利要求4所述的一种蝶形封装DFB激光器自动测试方法，其特征是：所述步骤(3)中，所述激光器脉冲响应测试的具体步骤为：

(3-3-1)：PC机控制1×4光开关切换到第四通道，光电转换器和示波器接入自动测试系统；

(3-3-2)：PC机控制系统主控电路改变被测激光器的注入电流为脉冲电流，起始幅值为IF＝IF0，步长IFS，最大幅值IFMAX；起始周期为T＝T0，周期衰减倍数为N，N＝10，10²，10³，10⁴，10⁵；

(3-3-3)：PC机读取示波器测试结果，与PC机内部存储脉冲产生数据一同输出；

(3-3-4)：令IF＝IF0+IFS，重复步骤(3-3-3)，直至IF≥IFMAX；得到幅值曲线数据；

(3-3-5)：令IF＝I0，T＝T0/N，N＝10，10²，10³，10⁴，10⁵；PC机读取示波器测试结果，与PC机内部存储脉冲产生数据一同输出；得到周期曲线数据。

8.如权利要求4所述的一种蝶形封装DFB激光器自动测试方法，其特征是：所述步骤(3)中，所述激光器温度特性测试的具体步骤为：

(3-4-1)：PC机设定起始温度TS和截止温度TE，温度步进TA，当前温度T＝TS；

(3-4-2)：PC机控制高低温恒温箱的温度至T，待高低温恒温箱的温度平稳后，执行步骤(3-4-3)；

(3-4-3)：PC机控制系统主控电路改变被测激光器中第一驱动信号和第二驱动信号，注入电流为典型驱动电流值IT；

(3-4-4)：PC机控制1×4光开关切换至第一通道，读取光功率计测试值PT；

(3-4-5)：PC机控制1×4光开关切换至第二通道，读取光波长计测试值WT；

(3-4-6)：PC机控制1×4光开关切换至第三通道，读取光谱仪测试值ST；

(3-4-7)：判断高低温恒温箱的温度T与截止温度TE的关系，如果T小于等于TE，则T＝T+TA，重复步骤(3-4-2)，否则，转步骤(3-4-8)；

(3-4-8)：输出不同温度T下的PT曲线、WT曲线与ST曲线数据。

9.如权利要求4所述的一种蝶形封装DFB激光器自动测试方法，其特征是：所述步骤(3)中，所述热敏电阻校准测试的具体步骤为：

(3-5-1)：PC机设定起始温度TS和截止温度TE，温度步进TA，当前温度T＝TS；

(3-5-2)：PC机控制高低温恒温箱的温度至T，待高低温恒温箱的温度平稳后，执行步骤(3-5-3)；

(3-5-3)：PC机控制系统主控电路读取热敏电阻的阻值测量数据TPT；

(3-5-4)：判断高低温恒温箱的温度T与截止温度TE的关系，如果T小于等于TE，则T＝T+TA，重复步骤(3-5-2)，否则，转步骤(3-5-5)；

(3-5-5)：输出不同温度T下的TPT曲线数据。