CN113176078B - 一种光模块用器件的测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光模块用器件的测试方法，包括以下步骤：(1)校准COC芯片类光组件和耦合光纤的机械中心；(2)依次进行每一COC芯片进行耦合，进行光谱分析或进行失败结果记录；分为首次耦合和再次耦合，首次耦合在以机械中心为中心在首次搜索范围内尝试耦合进行光谱测试，耦合成功则进行COC芯片光谱分析，否则进行再次耦合，耦合成功则进行COC芯片光谱分析，否则进行失败结果记录；(3)将各COC芯片光谱测试结果汇总，作为所述并排装配有COC芯片的工装板的测试结果提交。本发明首先在较小的范围内，尝试光纤耦合进行COC芯片光谱测试，缩短多个COC芯片的总测试时间；如果首次耦合失败，则扩大耦合搜索范围进行再次耦合，兼顾成功效率，减少人工干预。
Description
技术领域
本发明属于光通信技术领域，更具体地，涉及一种光模块用器件的测试方法，尤其是一种光模块用COC芯片光谱的测试方法。
背景技术
光模块前置测试，即光模块用器件测试，可以降低光模块的产品不良率，工业生产中具有重要意义。其中光模块用COC芯片的光谱测试是重要的一环。COC芯片(chip oncarrier)即板上贴装技术类光组件的光谱测试方法，其原理是：将COC芯片并排安装工装板上，依次给COC芯片加电进行光谱测试；加电使COC芯片输出一定功率的光，在发光面前面放置1根光纤，精准的移动光纤的位置，将COC芯片发出的光全部耦合到光纤内，此部分光输入给光谱分析仪，光谱仪可以测量出光谱。其中移动光纤位置，从而将COC芯片发出的光耦合到光谱分析仪，是重复尝试的过程。
目前的COC芯片类光组件光谱测试方法，为了提高效率和节省人工，多采用软件控制光谱测试，自动化的进行光耦合步骤和器件扫描步骤。然而经常会发生光谱扫描失败的问题，在目前自动化的测试过程中需要重复操作、人工干预才能顺利完成光谱测试。极大的影响了测试的自动化程度，导致人工成本增加，测试效率下降。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种光模块用器件的测试方法，其目的在于通过对首先在较小的范围内进行耦合尝试光谱测试，如果失败则进行扩大范围内的耦合尝试，来迅速耦合较多的COC芯片，同时兼顾尽量多的COC芯片耦合可能，由此解决COC光谱测试时间长、需要人工干预，测试效率低下的技术问题。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种光模块用器件的测试方法，其包括以下步骤：
(1)校准COC芯片类光组件和耦合光纤的机械中心；
(2)依次进行每一COC芯片进行耦合，进行光谱分析或进行失败结果记录；耦合过程分为首次耦合和再次耦合，首次耦合在以机械中心为中心在首次搜索范围内尝试耦合进行光谱测试，耦合成功则进行COC芯片光谱分析，否则进行再次耦合：以机械中心为中心在再次搜索范围与首次搜索范围的差异区域内尝试耦合，耦合成功则进行COC芯片光谱分析，否则进行失败结果记录；其中首次搜索范围被包含于再次搜索范围内；
(3)将步骤(2)获得的各COC芯片光谱测试结果汇总，作为所述并排装配有COC芯片的工装板的测试结果提交。
优选地，所述光模块用器件的测试方法，其步骤(1)具体为：
对于并排装配有COC芯片的工装板，校准COC芯片类光组件和耦合光纤的机械中心，对每一COC芯片进行光谱测试初始化时，光纤位于工装板相应工位的机械中心。
优选地，所述光模块用器件的测试方法，其步骤(2)具体包括以下步骤：
(2-1)首次耦合：使得光纤以初始位置为原点建立坐标系，根据当前的首次搜索半径R1＝k1d，使得光纤在X轴[-R1，R1]、Y轴[-R1，R1]的区域内往复运动尝试COC芯片耦合进行光谱分析测试，测试成功则结束对与所述COC芯片的测试，否则进入步骤(2-2)；其中k1为首次搜索参数，k1＝1，2，3，......，d为光纤移动步长；
(2-2)再次耦合：根据当前的再次搜索半径R2＝k2d，使得光纤在在X轴[-R2，-R1]以及[R1，R2]、Y轴[-R2，-R1]以及[R1，R2]的区域内往复运动试COC芯片光谱耦合测试，测试成功则结束对与所述COC芯片的测试，否则进行失败结果记录；其中k2为首次搜索参数，k2＝2，3，4，......，k2＞k1。
优选地，所述光模块用器件的测试方法，其步骤(2-1)当测试成功时，返回耦合位置(Dx，Dy)与原点距离的步数k0。
优选地，所述光模块用器件的测试方法，其步骤(2-2)当测试成功时，返回耦合位置(Dx，Dy)与原点距离的步数k0。
优选地，所述光模块用器件的测试方法，其所述耦合位置(Dx，Dy)与原点距离的步数k0，计算方法如下：
优选地，所述光模块用器件的测试方法，其所述再次搜索参数k2按照如下方法获取：
S1、收集多次光纤与COC芯片成功耦合的耦合位置与原点距离的步数k0的集合K；
S2、对耦合位置与原点距离的步数k0的集合K进行泊松分布参数λ的点估计；获得耦合位置与原点距离步长数的分布概率函数P(X＝k)：
其中k为耦合位置与原点距离步长数。
S3、根据步骤S2获得的耦合位置与原点距离步长数的分布概率函数P(X＝k)，取满足测试成功率阈值α的最小步长数作为再次搜索参数k2，取再次搜索参数k2满足以下条件：
优选地，所述光模块用器件的测试方法，其步骤S1为：收集最近预设时间段内多次光纤与COC芯片成功耦合的耦合位置与原点距离的步数k0的集合K。
优选地，所述光模块用器件的测试方法，其所述首次搜索参数k1按照如下方法获取：
S4、根据步骤S2获得的耦合位置与原点距离步长数的分布概率函数P(X＝k)和再次搜索参数k2，取使得总搜索时间最小的步长数作为首次搜索参数k1。
优选地，所述光模块用器件的测试方法，其所述首次搜索参数k1按照如下方法获取：
其中，
表征首次搜索的耦合时间期望，
表征再次搜索的耦合时间期望，使得其和最小的步长数，即为首次搜索参数k1。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
本发明首先在较小的范围内，尝试光纤耦合进行COC芯片光谱测试，由于耦合只能进行点摸索，因此耦合时间较长，在较小的范围内进行首次耦合能极大的缩短多个COC芯片的总测试时间；如果首次耦合失败，则扩大耦合搜索范围进行再次耦合，则能兼顾成功效率，保证绝大多数的芯片成功进行自动化测试，减少人工干预。
本发明优选方案，通过历史数据的验证，发现耦合位置符合泊松分布，从而可以根据统计学原理，恰当的确定首次耦合和再次耦合的搜索范围，即恰当的选择首次耦合和再次耦合的参数，从而尽可能缩短耦合时间，提高耦合成功率，从而提高耦合效率。
附图说明
图1是排装配有COC芯片的工装板进行光谱测试示意图；
图2是本发明实施例并排装配有COC芯片的工装板结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明提供的光模块用器件的测试方法，包括以下步骤：
(1)对于并排装配有COC芯片的工装板，如图1所示，校准COC芯片类光组件和耦合光纤的机械中心，对每一COC芯片进行光谱测试初始化时，光纤位于工装板相应工位的机械中心；
(2)依次进行每一COC芯片进行耦合，进行光谱分析或进行失败结果记录；耦合过程分为首次耦合和再次耦合，首次耦合在以机械中心为中心在首次搜索范围内尝试耦合进行光谱测试，耦合成功则进行COC芯片光谱分析，否则进行再次耦合：以机械中心为中心在再次搜索范围与首次搜索范围的差异区域内尝试耦合，耦合成功则进行COC芯片光谱分析，否则进行失败结果记录；其中首次搜索范围被包含于再次搜索范围内；
具体包括以下步骤：
(2-1)首次耦合：使得光纤以初始位置为原点建立坐标系，根据当前的首次搜索半径R1＝k1d，使得光纤在X轴[-R1，R1]、Y轴[-R1，R1]的区域内往复运动尝试COC芯片耦合进行光谱分析测试，测试成功则结束对与所述COC芯片的测试，否则进入步骤(2-2)；其中k1为首次搜索参数，k1＝1，2，3，......，d为光纤移动步长，即光谱测试时最小的光纤移动距离。即首次搜索范围为：X轴[-R1，R1]、Y轴[-R1，R1]的区域。优选当测试成功时，返回耦合位置(Dx，Dy)与原点距离的步数k0；
(2-2)再次耦合：根据当前的再次搜索半径R2＝k2d，使得光纤在X轴[-R2，-R1]以及[R1，R2]、Y轴[-R2，-R1]以及[R1，R2]的区域内往复运动试COC芯片光谱耦合测试，测试成功则结束对与所述COC芯片的测试，否则进行失败结果记录；其中k2为首次搜索参数，k2＝2，3，4，......，k2＞k1。即再次搜索范围为X轴[-R2，R2]、Y轴[-R2，R2]的区域。优选当测试成功时，返回耦合位置(Dx，Dy)与原点距离的步数k0；计算方法如下：
其中首次搜索参数k1和再次搜索参数k2按照如下方法获取：
S1、收集多次光纤与COC芯片成功耦合的耦合位置与原点距离的步数k0的集合K；
S2、对耦合位置与原点距离的步数k0的集合K进行泊松分布参数λ的点估计；获得耦合位置与原点距离步长数的分布概率函数P(X＝k)：
其中k为耦合位置与原点距离步长数。
S3、根据步骤S2获得的耦合位置与原点距离步长数的分布概率函数P(X＝k)，取满足测试成功率阈值α的最小步长数作为再次搜索参数k2，取再次搜索参数k2满足以下条件：
例如测试成功率阈值为99％，即要求99％的COC芯片在测试中获得光谱分析结果，则取再次搜索参数k2满足：
S4、根据步骤S2获得的耦合位置与原点距离步长数的分布概率函数P(X＝k)和再次搜索参数k2，取使得总搜索时间最小的步长数作为首次搜索参数k1；记作：
其中，
表征首次搜索的耦合时间期望，
表征再次搜索的耦合时间期望，使得其和最小的步长数，即为首次搜索参数k1。
(3)将步骤(2)获得的各COC芯片光谱测试结果汇总，作为所述并排装配有COC芯片的工装板的测试结果提交。
由于目前COC芯片光谱测试最为耗时的部分是光纤耦合环节，需要依靠光纤移动平台在竖直平面内不断尝试耦合，进行光谱测试。光谱测试失败的原因，最为常见的是耦合搜索区域范围较小，而COC芯片本身的发光位置、装配有COC芯片的工装板不可避免的存在机械误差导致的。通过大量数据分析发现，光纤与COC芯片成功耦合的耦合位置与原点距离成符合泊松分布，根据历史统计数据所显示的成功耦合的耦合位置特点，可通过确定最大的搜索范围，即再次搜索参数，来保证测试成功率，并且采用第一次范围小速度快的首次搜索来节省搜索时间。恰当的选择首次搜索参数，可以使得理论上取得整体测试用时最小化。总体达到提高测试成功率，减少人工测试成本，缩短测试时间提高测试效率的效果。
故为了配合不断改进的COC芯片技术和工装技术，取近期预设时间段内的多次光纤与COC芯片成功耦合的耦合位置与原点距离的步数k0的集合K，来计算首次搜索参数k1和再次搜索参数k2，可以取得自适应更新的效果，维持理论上的测试时间最短，效率最大化。
进一步的，为了配合光纤移动平台的控制，优选采用来回往复运动，控制，搜索范围为方形更为方便。
以下为实施例：
由于COC芯片比较小，难固定，因此设计工装，夹持COC芯片，每8个一组，每组里8个的距离为10mm，分为4组分别固定，如图2所示。
对于该并排装配有COC芯片的工装板，进行COC芯片光谱测试，具体步骤如下：
(1)对于并排装配有COC芯片的工装板，校准COC芯片类光组件和耦合光纤的机械中心，对每一COC芯片进行光谱测试初始化时，光纤位于工装板相应工位的机械中心；
(2)依次进行每一COC芯片进行耦合，进行光谱分析或进行失败结果记录，具体包括以下步骤：
收集最近1000次光纤与COC芯片成功耦合的耦合位置与原点距离的步数k0的集合K，包括首次耦合和再次耦合结果.
按照步骤S1至S3，计算k1＝94，k2＝278。
进行耦合操作如下：
(2-1)首次耦合：使得光纤以初始位置为原点建立坐标系，根据当前的首次搜索半径R1＝0.094mm，使得光纤在X轴[-R1，R1]、Y轴[-R1，R1]的区域内往复运动尝试COC芯片耦合进行光谱分析测试，待耦合进光纤的值大于-30dBm时，判断测试成功，测试成功则结束对与所述COC芯片的测试，否则进入步骤(2-2)；其中k1为首次搜索参数，k1＝94，光纤移动步长d＝1μm，即光谱测试时最小的光纤移动距离。当测试成功时，返回耦合位置(Dx，Dy)与原点距离的步数k0；
(2-2)再次耦合：根据当前的再次搜索半径R2＝0.278mm，使得光纤在在X轴[-R2，-R1]以及[R1，R2]、Y轴[-R2，-R1]以及[R1，R2]的区域内往复运动试COC芯片光谱耦合测试，待耦合进光纤的值大于-30dBm时，判断测试成功，测试成功则结束对与所述COC芯片的测试，否则进行失败结果记录，认为该COC芯片不合格；其中k2为首次搜索参数，k2＝278；当测试成功时，返回耦合位置(Dx，Dy)与原点距离的步数k0；计算方法如下：
其中首次搜索参数k1和再次搜索参数k2根据历史返回的耦合位置(Dx，Dy)与原点距离的步数k0不断更新，以自适应的提高测试效率和测试成功率。
(3)将步骤(2)获得的各COC芯片光谱测试结果汇总，作为所述并排装配有COC芯片的工装板的测试结果提交。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种光模块用器件的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)对于并排装配有COC芯片的工装板，校准COC芯片类光组件和耦合光纤的机械中心，对每一COC芯片进行光谱测试初始化时，光纤位于工装板相应工位的机械中心；
(2)依次进行每一COC芯片进行耦合，进行光谱分析或进行失败结果记录；耦合过程分为首次耦合和再次耦合，首次耦合在以机械中心为中心在首次搜索范围内尝试耦合进行光谱测试，耦合成功则进行COC芯片光谱分析，否则进行再次耦合：以机械中心为中心在再次搜索范围与首次搜索范围的差异区域内尝试耦合，耦合成功则进行COC芯片光谱分析，否则进行失败结果记录；其中首次搜索范围被包含于再次搜索范围内；
步骤(2)具体包括以下步骤：
(2-1)首次耦合：使得光纤以初始位置为原点建立坐标系，根据当前的首次搜索半径R1＝k1d，使得光纤在X轴[-R1,R1]、Y轴[-R1,R1]的区域内往复运动尝试COC芯片耦合进行光谱分析测试，测试成功则结束对与所述COC芯片的测试，否则进入步骤(2-2)；其中k1为首次搜索参数，k1＝1,2,3,……，d为光纤移动步长；
(2-2)再次耦合：根据当前的再次搜索半径R2＝k2d，使得光纤在X轴[-R2,-R1]以及[R1,R2]、Y轴[-R2,-R1]以及[R1,R2]的区域内往复运动试COC芯片光谱耦合测试，测试成功则结束对与所述COC芯片的测试，否则进行失败结果记录；其中k2为再次搜索参数，k2＝2,3,4,……，k2>k1；
(3)将步骤(2)获得的各COC芯片光谱测试结果汇总，作为所述并排装配有COC芯片的工装板的测试结果提交。
2.如权利要求1所述的光模块用器件的测试方法，其特征在于，步骤(2-1)当测试成功时，返回耦合位置(Dx,Dy)与原点距离的步数k0。
3.如权利要求2所述的光模块用器件的测试方法，其特征在于，步骤(2-2)当测试成功时，返回耦合位置(Dx,Dy)与原点距离的步数k0。
4.如权利要求2或3所述的光模块用器件的测试方法，其特征在于，所述耦合位置(Dx,Dy)与原点距离的步数k0，计算方法如下：
5.如权利要求2或3所述的光模块用器件的测试方法，其特征在于，所述再次搜索参数k2按照如下方法获取：
S1、收集多次光纤与COC芯片成功耦合的耦合位置与原点距离的步数k0的集合K；
S2、对耦合位置与原点距离的步数k0的集合K进行泊松分布参数λ的点估计；获得耦合位置与原点距离步长数的分布概率函数P(X＝k)：
其中k为耦合位置与原点距离步长数；
S3、根据步骤S2获得的耦合位置与原点距离步长数的分布概率函数P(X＝k)，取满足测试成功率阈值α的最小步长数作为再次搜索参数k2，取再次搜索参数k2满足以下条件：
6.如权利要求5所述的光模块用器件的测试方法，其特征在于，步骤S1为：收集最近预设时间段内多次光纤与COC芯片成功耦合的耦合位置与原点距离的步数k0的集合K。
7.如权利要求6所述的光模块用器件的测试方法，其特征在于，所述首次搜索参数k1按照如下方法获取：
S4、根据步骤S2获得的耦合位置与原点距离步长数的分布概率函数P(X＝k)和再次搜索参数k2，取使得总搜索时间最小的步长数作为首次搜索参数k1。
8.如权利要求6所述的光模块用器件的测试方法，其特征在于，所述首次搜索参数k1按照如下方法获取：
其中，
表征首次搜索的耦合时间期望，
表征再次搜索的耦合时间期望，使得其和最小的步长数，即为首次搜索参数k1。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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