CN112611543B - 光纤探针阵列的校准结构及其校准方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种光纤探针阵列的校准结构及其校准方法，校准结构包括多个光电探测器以及多个光栅耦合器，光电探测器能够与光纤探针阵列排列方向上的至少两个探针一一对应，光电探测器用于将来自对应的探针的测试光束转换为电信号；光栅耦合器能够与光纤探针阵列对应的排列方向上的至少两个探针一一对应，光栅耦合器用于将测试光束传输至对应的探针、或接收来自对应的探针的测试光束，本申请实施例提供的校准结构以及校准方法成本较低，校准效率高。

Description

光纤探针阵列的校准结构及其校准方法

技术领域

本申请涉及半导体集成技术领域，尤其涉及一种光纤探针阵列的校准结构及其校准方法。

背景技术

现有技术中，光纤探针阵列的校准通常采用校准片，需要高精度的设备测定探针发射的测试光束的光路来校准光纤探针阵列的位置，校准片的结构复杂，校准方法复杂。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例期望提供一种简单的光纤探针阵列的校准结构及其校准方法，为达到上述有益效果，本申请实施例的技术方案是这样实现的：

本申请实施例一种光纤探针阵列的校准结构，包括：

多个光电探测器，能够与所述光纤探针阵列排列方向上的至少两个探针一一对应，所述光电探测器用于将来自对应的所述探针的测试光束转换为电信号；以及

多个光栅耦合器，能够与所述光纤探针阵列对应的所述排列方向上的至少两个探针一一对应，所述光栅耦合器用于将测试光束传输至对应的所述探针、或接收来自对应的所述探针的测试光束。

一些实施例中，多个所述光栅耦合器顺次间隔排列，所述光栅耦合器与对应的所述排列方向的所述探针一一对应，所述光栅耦合器总数量的一半为输入耦合器，所述光栅耦合器总数量的另一半为输出耦合器，所述输入耦合器和所述输出耦合器一一对应。

一些实施例中，相邻的两个所述光栅耦合器之间设置有所述光电探测器。

一些实施例中，所述光栅耦合器的总数量和所述光电探测器的总数量之和、与对应的所述排列方向上的所述探针的总数量相等。

一些实施例中，所述校准结构包括：

多个电极，每个所述光电探测器电连接两个所述电极，所述电极用于测定对应的所述光电探测器的电信号。

一些实施例中，所述电极包括正极和负极；

所述正极的总数量和所述光电探测器的总数量一致，所述负极的数量为一个，每个所述光电探测器电连接一个所述正极，所有所述光电探测器与所述负极电连接；或所述负极的总数量和所述光电探测器的总数量一致，所述正极的数量为一个，每个所述光电探测器电连接一个所述负极，所有所述光电探测器与所述正极电连接。

一些实施例中，其中两个所述光栅耦合器能够与对应的所述排列方向上间隔距离最大的两个所述探针一一对应；

或，其中两个所述光电探测器能够与对应的所述排列方向上间隔距离最大的两个所述探针一一对应。

本申请实施例另一方面提供一种光纤探针阵列的校准方法，包括：

所述光纤探针阵列排列方向上的至少两个探针与光电探测器一一对应，多个所述光电探测器沿第一方向排列，所述光纤探针阵列绕第一转动中心转动、以及沿上下方向平移，直至每个与所述探针对应的所述光电探测器的电信号与第一理想值之间的相对误差在第一预设值以内，确定所述光纤探针阵列在所述上下方向上的位置；

所述光纤探针阵列对应的所述排列方向上的至少两个探针与光栅耦合器一一对应，所述光纤探针阵列绕第二转动中心转动，直至每个输出的所述测试光束的光功率与第二理想值之间的相对误差在第二预设值以内，确定所述光纤探针阵列在第二方向上的位置，其中，所述第一方向、所述第二方向、以及所述上下方向相互垂直，所述第一转动中心沿所述第二方向延伸，所述第二转动中心沿所述上下方向延伸。

一些实施例中，所述第一预设值在0.5％～1.5％之间；

和/或，所述第二预设值在5％～10％之间。

一些实施例中，所述确定所述光纤探针阵列在所述上下方向上的位置，包括：

所述光纤探针阵列绕所述第一转动中心转动，直至每个与所述探针对应的所述光电探测器的电信号与所述第一理想值之间的相对误差在所述第一预设值以内，获取所述光纤探针阵列在所述上下方向上的第一基准位置；

以所述第一基准位置为基准，所述光纤探针阵列分别向上、及向下平移预设距离，分别确定每个与所述探针对应的所述光电探测器的电信号与所述第一理想值之间的相对误差大于等于所述第一预设值、且小于等于第三预设值，确定所述第一基准位置为所述光纤探针阵列在所述上下方向上的位置，其中，所述第三预设值大于等于所述第一预设值。

一些实施例中，所述确定所述光纤探针阵列在所述上下方向上的位置，包括：

以所述第一基准位置为基准，所述光纤探针阵列分别向上、及向下平移所述预设距离，确定与所述探针对应的所述光电探测器的电信号与所述第一理想值之间的相对误差大于所述第三预设值，以所述光纤探针阵列当前所在位置为基准，所述光纤探针阵列绕所述第一转动中心转动，直至每个与所述探针对应的所述光电探测器的电信号与所述第一理想值之间的相对误差在所述第一预设值以内，获取所述光纤探针阵列在上下方向上的第二基准位置；

以所述第二基准位置为基准，所述光纤探针阵列分别向上、及向下平移所述预设距离，分别确定每个与所述探针对应的所述光电探测器的电信号与所述第一理想值之间的相对误差大于等于所述第一预设值、且小于等于所述第三预设值，确定所述第二基准位置为所述光纤探针阵列在所述上下方向上的位置。

一些实施例中，所述第三预设值在1.5％～2.5％之间。

本申请实施例的校准结构，光电探测器能够与光纤探针阵列排列方向上的至少两个探针一一对应，与探针对应的光电探测器用于将来自对应的探针的测试光束转换为电信号；探针与光电探测器之间的距离，与测定的电信号的大小具相关性，确定电信号与第一理想值之间的相对误差在第一预设值以内，确定光纤探针阵列在上下方向上的位置；如此，利用光电探测器校准光纤探针阵列在上下方向上的位置。光栅耦合器能够与光纤探针阵列中排列方向上的至少两个探针一一对应，与探针对应的光栅耦合器可以用于输出来自对应的探针的测试光束至光功率计，以测定测试光束的光功率；与探针对应的光栅耦合器也可以输入测试光束进入对应的探针，与探针连接的测试设备测定测试光束的光功率；光栅耦合器为面接收，也就是说，探针与光栅耦合器为平面耦合，探针在光栅耦合器表面的位置，与测定的测试光束的光功率的大小具相关性，利用上述原理，确定光栅耦合器接收或输出的测试光束的光功率与第二理想值之间的相对误差在第二预设值内，确定光纤探针阵列在第二方向上的位置；本申请实施例提供的校准结构成本较低、结构简单，校准效率高，本申请实施例提供的校准方法成本较低、校准效率高。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种校准结构的结构示意图；

图2为图1所示的校准结构与光纤探针阵列的配合示意图；

图3为本申请实施例提供的另一种校准结构的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的又一种校准结构的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种校准方法的流程图。

附图标记说明

光电探测器10；光栅耦合器20；电极30；波导40；电走线50；光纤探针阵列100；探针110。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合，具体实施方式中的详细描述应理解为本申请宗旨的解释说明，不应视为对本申请的不当限制。下面结合附图及具体实施例对本申请再作进一步详细的说明。

请参见图1～图4，本申请实施例一方面提供一种光纤探针阵列的校准结构，校准结构包括多个光栅耦合器20以及多个光电探测器10，光电探测器10能够与光纤探针阵列100排列方向上的至少两个探针110一一对应，光电探测器10用于将来自对应的探针110的测试光束转换为电信号；光栅耦合器20能够与光纤探针阵列100对应的排列方向上的至少两个探针110一一对应，光栅耦合器20用于将测试光束传输至对应的探针110、或接收来自对应的探针110的测试光束；具体的，光电探测器10具有用于接收对应的探针110发射的测试光束的光敏面。电信号可以为电流信号或电压信号。

本申请实施例的校准结构，光电探测器10能够与光纤探针阵列100排列方向上的至少两个探针110一一对应，示例性，一实施例中，请参见图3，两个光电探测器10与沿同一方向排列的两个探针110一一对应；另一实施例中，三个光电探测器10与沿同一方向排列的三个探针110一一对应；与探针110对应的光电探测器10用于将来自对应的探针110的测试光束转换为电信号；探针110与光电探测器10之间的距离，与测定的电信号的大小具相关性，确定电信号与第一理想值之间的相对误差在第一预设值以内，确定光纤探针阵列100在上下方向上的位置；如此，利用光电探测器10校准光纤探针阵列100在上下方向上的位置。光栅耦合器20能够与光纤探针阵列100中排列方向上的至少两个探针110一一对应，示例性的，一实施例中，请参见图3，两个光栅耦合器20与沿同一方向排列的两个探针110一一对应，另一实施例中，四个光栅耦合器20与沿同一方向排列的四个探针110一一对应；与探针110对应的光栅耦合器20可以用于输出来自对应的探针110的测试光束至光功率计(请参见图4)，以测定测试光束的光功率；与探针110对应的光栅耦合器20也可以输入测试光束进入对应的探针110，与探针110连接的测试设备测定测试光束的光功率；光栅耦合器20为面接收，也就是说，探针110与光栅耦合器20为平面耦合，探针110在光栅耦合器20表面的位置，与测定的测试光束的光功率的大小具相关性，利用上述原理，确定光栅耦合器20接收或输出的测试光束的光功率与第二理想值之间的相对误差在第二预设值内，确定光纤探针阵列100在第二方向上的位置；本申请实施例提供的校准结构成本较低、结构简单，校准效率高。

需要说明的是，多个是指数量为两个以及两个以上。多个光栅耦合器20和多个光电探测器10均设置于同一衬底上。第一方向、第二方向、以及上下方向相互垂直，上下方向垂直于衬底所在的平面，第一方向是与探针110对应的光电探测器10的排列的方向。

可以理解的是，本申请实施例中，每个探针110对应的测试光束具有相同的性质。示例性的，光栅耦合器20对应的探针110输出的测试光束、与光电探测器10对应的探针110输出的测试光束来自同一光源。

一实施例中，请参见图1～图3，多个光栅耦合器20顺次间隔排列，光栅耦合器20与对应的排列方向的探针110一一对应，光栅耦合器20总数量的一半为输入耦合器，光栅耦合器20总数量的另一半为输出耦合器，输入耦合器和输出耦合器一一对应。也就是说，光栅耦合器20总数量为偶数，多个光栅耦合器20呈一维排列，每个输入耦合器对应一个输出耦合器，具体的，输入耦合器和输出耦合器之间通过波导40连接；探针110发射测试光束进入对应的输入耦合器，输入耦合器将接收的测试光束传输至对应的输出耦合器，输出耦合器将接收的测试光束输出至对应的探针110，与探针110连接的测试设备测定测试光束的光功率，确定测试光束的光功率与第二理想值之间的相对误差在第二预设值以内，确定光纤探针阵列100在第二方向上的位置，如此，用与探针110连接的测试设备测定测试光束的光功率，而不需要另外再采用光功率计。

一实施例中，请参见图1，相邻的两个光栅耦合器20之间设置有光电探测器10。如此，多个光电探测器10呈一维排列，且光电探测器10的排列方向与光栅耦合器20的排列方向相同，如此，充分利用相邻的两个光栅耦合器20之间的空间，使得校准结构更加紧凑。

一实施例中，请参见图2，光栅耦合器20的总数量和光电探测器10的总数量之和、与对应的排列方向上的探针110的总数量相等。如此，能够更准确地校准光纤探针阵列100。

一实施例中，请参见图1～图4，校准结构包括多个电极30，每个光电探测器10电连接两个电极30，电极30用于测定对应的光电探测器10的电信号。具体的，电极30与光电探测器10通过电走线50连接。电极30用于电连接光电探测器10和能够测试电信号的测试装置。

一实施例中，请参见图1、图3和图4，电极30包括正极和负极；正极的总数量和光电探测器10的总数量一致，负极的数量为一个，每个光电探测器10电连接一个正极，所有光电探测器10与负极电连接。也就是说，所有光电探测器10与同一个负极电连接，如此，能够以较少的电极30将每个光电探测器10的电信号传输至测试装置。

另一实施例中，负极的总数量和光电探测器10的总数量一致，正极的数量为一个，每个光电探测器10电连接一个负极，所有光电探测器10与正极电连接。也就是说，所有光电探测器10与同一个正极电连接，如此，能够以较少的电极30将每个光电探测器10的电信号传输至测试装置。

一实施例中，其中两个光栅耦合器20能够与对应的排列方向上间隔距离最大的两个探针110一一对应。如此，能够更准确地校准光纤探针阵列100。示例性的，请参见图3，光纤探针阵列100具有沿一个方向依次排列的四个探针110，其中两个光栅耦合器20分别与沿排列方向的第一个探针110和最后一个探针110对应。

一实施例中，其中两个光电探测器10能够与对应的排列方向上间隔距离最大的两个探针110一一对应。如此，能够更准确地校准光纤探针阵列100。示例性的，光纤探针阵列100具有沿一个方向依次排列的四个探针110，其中两个光电探测器10分别与沿排列方向的第一个探针110和最后一个探针110对应。

一些实施例中，光栅耦合器20包括但不限于布拉格光栅、聚焦光栅、相位光栅、闪耀光栅、亚波长光栅、啁啾光栅、或光子晶体光栅；光栅耦合器20的材料包括但不限于硅、三五族、氮化硅、多晶硅、二氧化硅或聚合物。

一些实施例中，光电探测器10的光敏面的形状包括但不限于圆、椭圆或多边形，多边形包括但不限于三边形、四边形、五边形或六边形等等。光电探测器10的材料包括但不限于硅、三五族、锗、或聚合物等等。

一些实施例中，本申请实施例提供的校准结构用于校准一维排列的光纤探针阵列100，也就是说，光纤探针阵列100具有一个排列方向，光纤探针阵列100的多个探针110沿该排列方向排列，如此，光栅耦合器20能够与该排列方向上的至少两个探针110一一对应，光电探测器10能够与该排列方向上的至少两个探针110一一对应。示例性的，一实施例中，光纤探针阵列100具有沿一个方向排列的七个探针110，两个光电探测器10与光纤探针阵列100中排列方向上的两个探针110一一对应，探针110发射的测试光束至光电探测器10，光电探测器10将接收的测试光束转换为电信号；两个光栅耦合器20与光纤探针阵列100中排列方向上的两个探针110一一对应，其中一个光栅耦合器20用于接收来自对应的探针110的测试光束，其中另一个光栅耦合器20可以将上述测试光束传输至对应的探针110，再由探针110传输至测试设备以测定测试光束的光功率，确定测试光束的光功率与第二理想值之间的相对误差在第二预设值以内，确定光纤探针阵列100在第二方向的位置。

示例性的，请参见图2，一具体实施例中，光纤探针阵列100具有沿一个方向排列的七个探针a1、a2、a3、a4、a5、a6、以及a7，校准结构包括三个光电探测器b1、b2、b3，以及四个光栅耦合器c1、c2、c3、c4，光电探测器b1对应探针a2，光电探测器b2对应探针a4，光电探测器b3对应探针a6，光栅耦合器c1对应探针a1，光栅耦合器c2对应探针a3，光栅耦合器c3对应探针a5，光栅耦合器c4对应探针a7，光栅耦合器c1与光栅耦合器c4对应，光栅耦合器c1与光栅耦合器c4通过波导40连接，光栅耦合器c3与光栅耦合器c4对应，光栅耦合器c2与光栅耦合器c3通过波导40连接，光栅耦合器c1与光栅耦合器c2为输入耦合器，光栅耦合器c3与光栅耦合器c4为输出耦合器，光栅耦合器c1、光电探测器b1、光栅耦合器c2、光电探测器b2、光栅耦合器c3、光电探测器b3、以及光栅耦合器c4顺次排列；探针a1发射的测试光束d1进入光栅耦合器c1，测试光束d1从光栅耦合器c4输出至探针a7，通过探针a7测试测试光束d1的光功率；探针a3发射的测试光束d2进入光栅耦合器c2，测试光束d2从光栅耦合器c3输出至探针a5，通过探针a5测试测试光束d1的光功率；探针a2发射的测试光束d3进入光电探测器b1，光电探测器b1将测试光束d3转换成电信号e1，测试电信号e1；探针a4发射的测试光束d4进入光电探测器b2，光电探测器b2将测试光束d4转换成电信号e2，测试电信号e2；探针a6发射的测试光束d5进入光电探测器b3，光电探测器b3将测试光束d5转换成电信号e3，测试电信号e3；确定电信号e1、电信号e2、电信号e3与第一理想值之间的相对误差均在第一预设值以内，确定光纤探针阵列100在上下方向的位置；确定测试光束d1的光功率、测试光束d2的光功率与第二理想值之间的相对误差均在第二预设值以内，确定光纤探针阵列100在第二方向上的位置，如此，实现光纤探针阵列100的校准。可以理解的是，测试光束d1、d2、d3、d4、d5可以来自同一光源。

另一些实施例中，本申请实施例提供的校准结构用于校准二维排列的光纤探针阵列100，也就是说，光纤探针阵列100具有两个排列方向，光纤探针阵列100的多个探针110分别沿两个方向排列，示例性的，一实施例中，可以是光栅耦合器20与其中任意一个排列方向上的至少两个探针110一一对应，且光电探测器10与上述对应的排列方向上的至少两个探针110一一对应。

请参见图5，本申请实施例另一方面提供一种光纤探针阵列的校准方法，校准方法包括：

S110：所述光纤探针阵列排列方向上的至少两个探针与光电探测器一一对应，多个所述光电探测器沿第一方向排列，所述光纤探针阵列绕第一转动中心转动、以及沿上下方向平移，直至每个与所述探针对应的所述光电探测器的电信号与第一理想值之间的相对误差在第一预设值以内，确定所述光纤探针阵列在所述上下方向上的位置；

S120：所述光纤探针阵列对应所述排列方向上的至少两个探针与光栅耦合器一一对应，所述光纤探针阵列绕第二转动中心转动，直至每个输出的所述测试光束的光功率与第二理想值之间的相对误差在第二预设值以内，确定所述光纤探针阵列在第二方向上的位置，其中，所述第一方向、所述第二方向、以及所述上下方向相互垂直，所述第一转动中心沿所述第二方向延伸，所述第二转动中心沿所述上下方向延伸。

这里，请参见图2，可以将光纤探针阵列100排列方向上的至少两个探针110与光电探测器10先大致对齐，光纤探针阵列100再绕第一转动中心转动、以及沿上下方向平移；光纤探针阵列100对应的排列方向上的至少两个探针110与光栅耦合器20大致对齐，光纤探针阵列100再绕第二转动中心转动。

需要说明的是，第一理想值是指测试光束转换成的电信号的标准值。第二理想值是指测试光束的光功率的标准值。电信号的相对误差是指电信号的测试值、与第一理想值之间的差值，再除以第一理想值获取的绝对值。光功率的相对误差是指光功率的测试值、与第二理想值之间的差值，再除以第二理想值获取的绝对值。

本申请实施例的校准方法，探针110与光电探测器10之间的距离，与测定的电信号的大小具相关性，因此，确定光电探测器10输出的电信号与第一理想值之间的相对误差在第一预设值内，确定光纤探针阵列100在上下方向上的位置；光栅耦合器20为面接收，也就是说，探针110与光栅耦合器20为平面耦合，探针110在光栅耦合器20表面的位置，与测定的测试光束的光功率的大小具相关性，因此，确定光栅耦合器20接收或输出的测试光束的光功率与第二理想值之间的相对误差在第二预设值内，确定光纤探针阵列100在第二平面内的位置，如此，利用光栅耦合器20校准光纤探针阵列100在第二方向上的位置。本申请实施例提供的校准方法，简单高效，成本较低，校准效率高。

需要说明的是，本申请实施例中的预设距离、第一理想值、第二理想值可以根据实际测试中，测试光束、光栅耦合器20、光电探测器10的不同而不同，本申请并不予以限制。

一实施例中，可以先实施步骤S110，再实施例步骤S120，也就是说，便于先校准光纤探针阵列100在上下方向上的位置，再校准光纤探针阵列100在第二方向上的位置，如此，避免探针110距离校准结构所在的衬底例如晶圆过近，压坏晶圆。另一实施例中，可以先实施步骤S120，再实施例步骤S110。

一实施例中，,第一预设值在0.5％～1.5％之间。示例性的，第一预设值可以为0.5％、1.0％、或1.5％等等。

一实施例中，第二预设值在5％～10％之间。示例性的，第二预设值可以为5.0％、6.0％、7.0％、8.0％、9.0％或10％等等。

一实施例中，所述确定所述光纤探针阵列在所述上下方向上的位置，包括：

S111：所述光纤探针阵列绕所述第一转动中心转动，直至每个与所述探针对应的所述光电探测器的电信号与所述第一理想值之间的相对误差在所述第一预设值以内，获取所述光纤探针阵列在所述上下方向上的第一基准位置；

S112：以所述第一基准位置为基准，所述光纤探针阵列分别向上、及向下平移预设距离，分别确定每个与所述探针对应的所述光电探测器的电信号与所述第一理想值之间的相对误差大于等于所述第一预设值、且小于等于第三预设值，确定所述第一基准位置为所述光纤探针阵列在所述上下方向上的位置，其中，所述第三预设值大于等于所述第一预设值。

示例性的，一实施例中，以第一基准位置为基准，光纤探针阵列100向上平移预设距离，确定每个光电探测器10的电信号与第一理想值之间的相对误差大于等于第一预设值、且小于等于第三预设值；以及，光纤探针阵列100向下平移预设距离，确定每个光电探测器10的电信号与第一理想值之间的相对误差大于等于第一预设值、且小于等于第三预设值，确定第一基准位置为光纤探针阵列100在上下方向上的位置。

一实施例中，所述确定所述光纤探针阵列在所述上下方向上的位置，包括：

S113：以所述第一基准位置为基准，所述光纤探针阵列分别向上、及向下平移所述预设距离，确定与所述探针对应的所述光电探测器的电信号与所述第一理想值之间的相对误差大于所述第三预设值，以所述光纤探针阵列当前所在位置为基准，所述光纤探针阵列绕所述第一转动中心转动，直至每个与所述探针对应的所述光电探测器的电信号与所述第一理想值之间的相对误差在所述第一预设值以内，获取所述光纤探针阵列在上下方向上的第二基准位置；

S114：以所述第二基准位置为基准，所述光纤探针阵列分别向上、及向下平移所述预设距离，分别确定每个与所述探针对应的所述光电探测器的电信号与所述第一理想值之间的相对误差大于等于所述第一预设值、且小于等于所述第三预设值，确定所述第二基准位置为所述光纤探针阵列在所述上下方向上的位置。

示例性的，一实施例中，以第一基准位置为基准，光纤探针阵列100向上平移预设距离，确定光电探测器10的电信号与第一理想值之间的相对误差大于第三预设值，以光纤探针阵列100当前所在位置为基准，光纤探针阵列100绕第一转动中心转动，直至每个与探针110对应的所述光电探测器10的电信号与第一理想值之间的相对误差在第一预设值以内，获取光纤探针阵列100在上下方向上的第二基准位置，以第二基准位置为基准，光纤探针阵列100分别向上、及向下平移预设距离，分别确定每个与探针110对应的光电探测器10的电信号与第一理想值之间的相对误差大于等于第一预设值、且小于等于第三预设值，确定第二基准位置为光纤探针阵列100在上下方向上的位置。

另一实施例中，以第一基准位置为基准，光纤探针阵列100向下平移预设距离，确定光电探测器10的电信号与第一理想值之间的相对误差大于第三预设值，以光纤探针阵列100当前所在位置为基准，光纤探针阵列100绕第一转动中心转动，直至每个与探针110对应的所述光电探测器10的电信号与第一理想值之间的相对误差在第一预设值以内，获取光纤探针阵列100在上下方向上的第二基准位置，以第二基准位置为基准，光纤探针阵列100分别向上、及向下平移预设距离，分别确定每个与探针110对应的光电探测器10的电信号与第一理想值之间的相对误差大于等于第一预设值、且小于等于第三预设值，确定第二基准位置为光纤探针阵列100在上下方向上的位置。

一实施例中，第三预设值在1.5％～2.5％之间。示例性的，第二预设值可以为1.5％、2.0％、或2.5％等等。

本申请实施例的光纤探针阵列100的探针110包括但不限于单模光纤探针110、多模光纤探针110、或多芯光纤探针110等等。探针110的顶部结构可以为平面光纤、抛光光纤、透镜光纤、拉锥形光纤；探针110可以为非镀膜光纤、或镀膜光纤。光纤探针阵列100的周期可以为固定周期或变周期。光纤探针阵列100结构可以为垂直光纤阵列或倾斜光纤阵列。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不仅限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种光纤探针阵列的校准结构，其特征在于，包括：

多个光电探测器，能够与所述光纤探针阵列排列方向上的至少两个探针一一对应，所述光电探测器用于将来自对应的所述探针的测试光束转换为电信号；以及

多个光栅耦合器，能够与所述光纤探针阵列对应的所述排列方向上的至少两个探针一一对应，所述光栅耦合器用于将测试光束传输至对应的所述探针、或接收来自对应的所述探针的测试光束，多个所述光栅耦合器中的一部分为输入耦合器，多个所述光栅耦合器中的另一部分为输出耦合器，每个所述输入耦合器对应一个所述输出耦合器，所述探针发射测试光束进入对应的所述输入耦合器，所述输入耦合器将接收的测试光束传输至对应的所述输出耦合器，所述输出耦合器将接收的测试光束输出至对应的所述探针。

2.根据权利要求1所述的校准结构，其特征在于，多个所述光栅耦合器顺次间隔排列，所述光栅耦合器与对应的所述排列方向的所述探针一一对应，所述光栅耦合器总数量的一半为输入耦合器，所述光栅耦合器总数量的另一半为输出耦合器。

3.根据权利要求2所述的校准结构，其特征在于，相邻的两个所述光栅耦合器之间设置有所述光电探测器。

4.根据权利要求3所述的校准结构，其特征在于，所述光栅耦合器的总数量和所述光电探测器的总数量之和、与对应的所述排列方向上的所述探针的总数量相等。

5.根据权利要求1～4任意一项所述的校准结构，其特征在于，所述校准结构包括：

多个电极，每个所述光电探测器电连接两个所述电极，所述电极用于测定对应的所述光电探测器的电信号。

6.根据权利要求5所述的校准结构，其特征在于，所述电极包括正极和负极；

所述正极的总数量和所述光电探测器的总数量一致，所述负极的数量为一个，每个所述光电探测器电连接一个所述正极，所有所述光电探测器与所述负极电连接；或所述负极的总数量和所述光电探测器的总数量一致，所述正极的数量为一个，每个所述光电探测器电连接一个所述负极，所有所述光电探测器与所述正极电连接。

7.根据权利要求1～4任意一项所述的校准结构，其特征在于，其中两个所述光栅耦合器能够与对应的所述排列方向上间隔距离最大的两个所述探针一一对应；

或，其中两个所述光电探测器能够与对应的所述排列方向上间隔距离最大的两个所述探针一一对应。

8.一种光纤探针阵列的校准方法，其特征在于，包括：

所述光纤探针阵列排列方向上的至少两个探针与光电探测器一一对应，多个所述光电探测器沿第一方向排列，所述光纤探针阵列绕第一转动中心转动、以及沿上下方向平移，直至每个与所述探针对应的所述光电探测器的电信号与第一理想值之间的相对误差在第一预设值以内，确定所述光纤探针阵列在所述上下方向上的位置；

所述光纤探针阵列对应的所述排列方向上的至少两个探针与光栅耦合器一一对应，多个所述光栅耦合器中的一部分为输入耦合器，多个所述光栅耦合器中的另一部分为输出耦合器，每个所述输入耦合器对应一个所述输出耦合器，所述探针发射测试光束进入对应的所述输入耦合器，所述输入耦合器将接收的测试光束传输至对应的所述输出耦合器，所述输出耦合器将接收的测试光束输出至对应的所述探针，所述光纤探针阵列绕第二转动中心转动，直至每个输出的测试光束的光功率与第二理想值之间的相对误差在第二预设值以内，确定所述光纤探针阵列在第二方向上的位置，其中，所述第一方向、所述第二方向、以及所述上下方向相互垂直，所述第一转动中心沿所述第二方向延伸，所述第二转动中心沿所述上下方向延伸。

9.根据权利要求8所述的校准方法，其特征在于，所述第一预设值在0.5％～1.5％之间；

和/或，所述第二预设值在5％～10％之间。

10.根据权利要求8或9所述的校准方法，其特征在于，所述确定所述光纤探针阵列在所述上下方向上的位置，包括：

所述光纤探针阵列绕所述第一转动中心转动，直至每个与所述探针对应的所述光电探测器的电信号与所述第一理想值之间的相对误差在所述第一预设值以内，获取所述光纤探针阵列在所述上下方向上的第一基准位置；

以所述第一基准位置为基准，所述光纤探针阵列分别向上、及向下平移预设距离，分别确定每个与所述探针对应的所述光电探测器的电信号与所述第一理想值之间的相对误差大于等于所述第一预设值、且小于等于第三预设值，确定所述第一基准位置为所述光纤探针阵列在所述上下方向上的位置，其中，所述第三预设值大于等于所述第一预设值。

11.根据权利要求10所述的校准方法，其特征在于，所述确定所述光纤探针阵列在所述上下方向上的位置，包括：

以所述第一基准位置为基准，所述光纤探针阵列分别向上、及向下平移所述预设距离，确定与所述探针对应的所述光电探测器的电信号与所述第一理想值之间的相对误差大于所述第三预设值，以所述光纤探针阵列当前所在位置为基准，所述光纤探针阵列绕所述第一转动中心转动，直至每个与所述探针对应的所述光电探测器的电信号与所述第一理想值之间的相对误差在所述第一预设值以内，获取所述光纤探针阵列在上下方向上的第二基准位置；

以所述第二基准位置为基准，所述光纤探针阵列分别向上、及向下平移所述预设距离，分别确定每个与所述探针对应的所述光电探测器的电信号与所述第一理想值之间的相对误差大于等于所述第一预设值、且小于等于所述第三预设值，确定所述第二基准位置为所述光纤探针阵列在所述上下方向上的位置。

12.根据权利要求10所述的校准方法，其特征在于，所述第三预设值在1.5％～2.5％之间。

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