CN117268430A - 一种y波导芯片高低温快速测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种Y波导芯片高低温快速测试方法，采用Y波导芯片高低温快速测试系统，方法包括以下步骤：S1、进行预处理；S2、得到第一、第二输出端的光功率数值和偏振串音数值；S3、基于光功率数值计算常温下的插入损耗和分光比；S4、将芯片置于双向恒温控制器的低温置物台上，获得低温状态下的插入损耗、分光比和偏振串音数值；S5、将芯片置于双向恒温控制器的高温置物台上，获得高温状态下的插入损耗、分光比和偏振串音数值；S6、综合三种状态下的插入损耗、分光比和偏振串音数值，判断插入损耗、分光比和偏振串音数值是否符合指标，得到测试结果。与现有技术相比，本发明具有节省时间和成本等优点。
Description
技术领域
本发明涉及芯片测试，尤其是涉及一种Y波导芯片高低温快速测试方法。
背景技术
随着对光纤陀螺性能、精度及体积的要求不断提高，人们开始使用Y波导作为光纤陀螺的偏振器、分束器以及相位调制器。Y波导在光纤陀螺系统中有着非常重要的作用，其性能的好坏是影响着光纤陀螺性能优劣的一个重要因素。
在高精度的光纤陀螺中，对Y波导芯片的性能指标要求更高。例如：Y波导芯片的插入损耗、分光比、尾纤偏振串音及全温的损耗变化量，分光比变化量和全温尾纤偏振串音的数值。
高精度光纤陀螺对Y波导的主要要求为：①接近1:1的分光比和较低的插入损耗以提高光纤陀螺的信噪比；②较低的尾纤偏振串音以减少偏振；③全温变化量的各项数值将影响光纤陀螺的零偏稳定性和标度因数稳定性等。
现在Y波导芯片测试方法主要分为芯片老后的常温Y波导半成品测试和芯片封装后的高低温Y波导成品测试。耦合完后的Y波导芯片经过+95℃老炼15小时后，先进行常温的半成品测试，性能参数符合要求后对芯片进行封装，整个封装过程持续2～3天，封装完成后的芯片装入高低温箱进行高低温成品测试，整个高低温成品测试过程约4～5小时，测试温度为-45～+70℃。
现有的整个测试过程分为常温半成品测试和高低温成品测试，测试时间长，且常温半成品测试后的芯片需要封装后才能进行成品测试，封装使用的管壳是镀金材质，成本较高，封装后的芯片如果在成品高低温测试中性能参数不符合要求，芯片只能做报废处理，管壳无法二次使用造成原材料浪费。芯片在高低温成品测试时需要装入高低温箱，高低温箱占地面积大且升降温速率慢，测试时间较长，无法快速的测试Y波导芯片的高低温性能。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供的一种Y波导芯片高低温快速测试方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种Y波导芯片高低温快速测试方法，采用Y波导芯片高低温快速测试系统，系统包括测量光源、光功率计、消光比测试仪和双向恒温控制器，系统上装有未封装的Y波导芯片，Y波导芯片为被测件，测量光源的输入端连接Y波导芯片的输入端，Y波导芯片的输出端包括第一输出端和第二输出端，Y波导芯片的输出端连接光功率计和消光比测试仪，Y波导芯片和测量光源、光功率计和消光比测试仪的连接处均设有裸纤适配器，所述方法包括以下步骤：
S1、测试之前，对光功率计进行归零设置，并对Y波导芯片高低温快速测试系统进行预处理，预处理包括将Y波导芯片的输入端与光纤跳线熔接；
S2、进入常温测试，在常温状态下，将Y波导芯片的输入端和输出端插入裸纤适配器，再将Y波导芯片的输入端连接测量光源，Y波导芯片的第一输出端连接光功率计，Y波导芯片的第二输出端连接消光比测试仪，得到第一输出端的光功率数值和第二输出端的偏振串音数值，再将Y波导芯片的第一输出端连接消光比测试仪，Y波导芯片的第二输出端连接光功率计，得到第二输出端的光功率数值和第一输出端的偏振串音数值；
S3、基于第一输出端和第二输出端分别的光功率数值计算插入损耗和分光比；
S4、进入低温测试，将Y波导芯片置于双向恒温控制器的低温置物台上，经过第一时间间隔后，采用与S2和S3相同的方法获得低温状态下的插入损耗、分光比和偏振串音数值；
S5、进入高温测试，将Y波导芯片置于双向恒温控制器的高温置物台上，经过第二时间间隔后，采用与S2和S3相同的方法获得高温状态下的插入损耗、分光比和偏振串音数值；
S6、综合常温测试、低温状态下和高温状态下的插入损耗、分光比和偏振串音数值，判断三种状态下的插入损耗、分光比和偏振串音数值是否符合指标，得到测试结果。
进一步地，插入损耗的表达式为：
其中，IL为插入损耗，P0为Y波导芯片的输入端的光功率，P1为Y波导芯片的第一输出端和第二输出端中一个输出端的光功率，P2为另一个输出端的光功率。
进一步地，分光比的表达式为：
其中，D为分光比，P1为Y波导芯片的第一输出端和第二输出端中一个输出端的光功率，P2为另一个输出端的光功率。
进一步地，S2中，将Y波导芯片的输入端和输出端插入裸纤适配器之前，将Y波导芯片的输出端的尾纤的涂覆层去除。
进一步地，第一时间间隔和第二时间间隔为2分钟。
进一步地，所述裸纤适配器为FC方形裸纤适配器，光功率计和消光比测试仪的接口为与裸纤适配器匹配的FC接口。
进一步地，所述光功率计的波长校准范围为1000nm～1650nm，光功率计的功率测量范围为-70dBm～+10dBm。
进一步地，所述消光比测试仪的输入光功率范围为-40dBm～+10dBm。
进一步地，所述测量光源的输出波长为1310nm或1550nm。
进一步地，低温测试中，双向恒温控制器的低温置物台的温度为-45℃，高温测试中，双向恒温控制器的高温置物台的温度为70℃。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明的Y波导芯片高低温快速测试系统适用于未封装的Y波导芯片，比较现有的将封装完成后的芯片装入高低温箱进行测试，本发明将未封装的芯片通过裸纤适配器连接光功率计、消光比测试仪和双向恒温控制器即可简单的高低温测试，将不合格的器件筛选出返工不封装，能提高器件的高低温测试合格率，节省时间和成本。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2为本发明的高温状态下的系统连接结构图；
图3为本发明的低温状态下的系统连接结构图；
图4为本发明的结构框图；
图中，1测量光源，2Y波导芯片，3光功率计，4消光比测试仪，5双向恒温控制器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
本发明提供一种Y波导芯片高低温快速测试方法。方法的流程图如图1所示。采用Y波导芯片高低温快速测试系统。高温状态下的系统连接结构图如图2所示。低温状态下的系统连接结构图如图3所示。系统连接的结构框图如图4所示。
本发明的方法采用的Y波导芯片高低温快速测试系统包括测量光源1、光功率计3、消光比测试仪4和双向恒温控制器5，系统上装有未封装的Y波导芯片2，Y波导芯片2为被测件，测量光源1的输入端连接Y波导芯片2的输入端，Y波导芯片2的输出端包括第一输出端和第二输出端，Y波导芯片2的输出端连接光功率计3和消光比测试仪4，Y波导芯片2和测量光源1、光功率计3和消光比测试仪4的连接处均设有裸纤适配器。
本发明的一种Y波导芯片高低温快速测试方法的具体步骤为：
S1、测试之前，对光功率计3进行归零设置，并对Y波导芯片高低温快速测试系统进行预处理，预处理包括将Y波导芯片2的输入端与光纤跳线熔接。
S2、进入常温测试，在常温状态下，将Y波导芯片2的输入端和输出端插入裸纤适配器，再将Y波导芯片2的输入端连接测量光源1，Y波导芯片2的第一输出端连接光功率计3，Y波导芯片2的第二输出端连接消光比测试仪4，得到第一输出端的光功率数值和第二输出端的偏振串音数值，再将Y波导芯片2的第一输出端连接消光比测试仪4，Y波导芯片2的第二输出端连接光功率计3，得到第二输出端的光功率数值和第一输出端的偏振串音数值。
S3、基于第一输出端和第二输出端分别的光功率数值计算插入损耗和分光比。
S4、进入低温测试，将Y波导芯片(2)置于双向恒温控制器(5)的低温置物台上，经过第一时间间隔后，采用与S2和S3相同的方法获得低温状态下的插入损耗、分光比和偏振串音数值。
S5、进入高温测试，将Y波导芯片(2)置于双向恒温控制器(5)的高温置物台上，经过第二时间间隔后，采用与S2和S3相同的方法获得高温状态下的插入损耗、分光比和偏振串音数值。
S6、综合常温测试、低温状态下和高温状态下的插入损耗、分光比和偏振串音数值，判断三种状态下的插入损耗、分光比和偏振串音数值是否符合指标，得到测试结果。
S2中，将Y波导芯片2的输入端和输出端插入裸纤适配器之前，将Y波导芯片2的输出端的尾纤的涂覆层去除。
S1中，测试前需要将测量光源1、光功率计3、消光比测试仪4的接口、光纤跳线的端头、裸纤适配器的端头用工业酒精擦拭干净。
本发明的S3-S5中，插入损耗的表达式为：
其中，IL为插入损耗，P0为Y波导芯片2的输入端的光功率，P1为Y波导芯片2的第一输出端和第二输出端中一个输出端的光功率，P2为另一个输出端的光功率。
分光比的表达式为：
其中，D为分光比，P1为Y波导芯片2的第一输出端和第二输出端中一个输出端的光功率，P2为另一个输出端的光功率。
S4中，采用与S2和S3相同的方法获得低温状态下的插入损耗和分光比具体为：在低温状态下，将Y波导芯片2的输入端和输出端插入裸纤适配器，再将Y波导芯片2的输入端连接测量光源1，Y波导芯片2的第一输出端连接光功率计3，Y波导芯片2的第二输出端连接消光比测试仪4，得到第一输出端的光功率数值和第二输出端的偏振串音数值，再将Y波导芯片2的第一输出端连接消光比测试仪4，Y波导芯片2的第二输出端连接光功率计3，得到第二输出端的光功率数值和第一输出端的偏振串音数值。基于第一输出端和第二输出端分别的光功率数值和偏振串音数值计算低温状态下的插入损耗和分光比。S5中采用与S2和S3相同的方法与上述方法相同。
在一些实施例中，第一时间间隔和第二时间间隔为2分钟。
本发明采用的测量光源1是保偏输出ASE台式光源，具有输出光信号低相干度、宽光谱范围与高偏振消光比等特点，还具有优异的光功率稳定性。
本发明采用的光功率计3为6334台式光纤功率计，是一种高智能化、高精度、高灵敏度的光功率计，可进行宽动态范围、高精度光功率测量，高分辨率的损耗测量和稳定度测试。此光功率计还具有调零功能、量程自动、量程保持和手动切换功能和波长响应补偿功能。光功率计3的波长校准范围为1000nm～1650nm，光功率计3的功率测量范围为-70dBm～+10dBm。
本发明采用的裸纤适配器为FC方形裸纤适配器，光功率计3和消光比测试仪4的接口为与裸纤适配器匹配的FC接口。
本发明采用的消光比测试仪4的输入光功率范围为-40dBm～+10dBm。
S4的低温测试中，双向恒温控制器5的低温置物台的温度为-45℃，高温测试中，双向恒温控制器5的高温置物台的温度为70℃。
现有技术中，对Y波导芯片的测试需要进行高温95℃的老化，老化完成后，要对器件进行常温测试，测试指标包括损耗、分光比和消光比。老化指标合格的器件再进行封装，然后进行高低温测试，高低温测试温度范围在-45～+70℃，Y波导器件的损耗、分光比和消光比等数值，在高温或者是低温时数值会有一定的变化，数值变化有一个合格范围，如果变化的数值超出合格范围，则器件不合格。本发明在封装前的测试中加入简单的高低温测试，通过双向恒温控制器使测试温度快速到达低温和高温的测试温度，达到测试温度后，器件的损耗、分光比和消光比等数值会有变化，如果不在合格范围内，在器件不合格，不合格的器件进行返工。这一步的测试是封装器件前的测试，如果器件封装后，器件是用胶粘接在封装管壳上的，基本无法再返工，器件封装后进行高低温测试时，不合格的器件只能报废。本发明通过在封装前的测试，提前将不合格的器件筛选出来，能提高器件的高低温测试合格率，节省时间和成本。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种Y波导芯片高低温快速测试方法，其特征在于，采用Y波导芯片高低温快速测试系统，系统包括测量光源(1)、光功率计(3)、消光比测试仪(4)和双向恒温控制器(5)，系统上装有未封装的Y波导芯片(2)，Y波导芯片(2)为被测件，测量光源(1)的输入端连接Y波导芯片(2)的输入端，Y波导芯片(2)的输出端包括第一输出端和第二输出端，Y波导芯片(2)的输出端连接光功率计(3)和消光比测试仪(4)，Y波导芯片(2)和测量光源(1)、光功率计(3)和消光比测试仪(4)的连接处均设有裸纤适配器，所述方法包括以下步骤：
S1、测试之前，对光功率计(3)进行归零设置，并对Y波导芯片高低温快速测试系统进行预处理，预处理包括将Y波导芯片(2)的输入端与光纤跳线熔接；
S2、进入常温测试，在常温状态下，将Y波导芯片(2)的输入端和输出端插入裸纤适配器，再将Y波导芯片(2)的输入端连接测量光源(1)，Y波导芯片(2)的第一输出端连接光功率计(3)，Y波导芯片(2)的第二输出端连接消光比测试仪(4)，得到第一输出端的光功率数值和第二输出端的偏振串音数值，再将Y波导芯片(2)的第一输出端连接消光比测试仪(4)，Y波导芯片(2)的第二输出端连接光功率计(3)，得到第二输出端的光功率数值和第一输出端的偏振串音数值；
S3、基于第一输出端和第二输出端分别的光功率数值计算插入损耗和分光比；
S4、进入低温测试，将Y波导芯片(2)置于双向恒温控制器(5)的低温置物台上，经过第一时间间隔后，采用与S2和S3相同的方法获得低温状态下的插入损耗、分光比和偏振串音数值；
S5、进入高温测试，将Y波导芯片(2)置于双向恒温控制器(5)的高温置物台上，经过第二时间间隔后，采用与S2和S3相同的方法获得高温状态下的插入损耗、分光比和偏振串音数值；
S6、综合常温测试、低温状态下和高温状态下的插入损耗、分光比和偏振串音数值，判断三种状态下的插入损耗、分光比和偏振串音数值是否符合指标，得到测试结果。
2.根据权利要求1所述的一种Y波导芯片高低温快速测试方法，其特征在于，插入损耗的表达式为：
其中，IL为插入损耗，P0为Y波导芯片(2)的输入端的光功率，P1为Y波导芯片(2)的第一输出端和第二输出端中一个输出端的光功率，P2为另一个输出端的光功率。
3.根据权利要求2所述的一种Y波导芯片高低温快速测试方法，其特征在于，分光比的表达式为：
其中，D为分光比，P1为Y波导芯片(2)的第一输出端和第二输出端中一个输出端的光功率，P2为另一个输出端的光功率。
4.根据权利要求1所述的一种Y波导芯片高低温快速测试方法，其特征在于，S2中，将Y波导芯片(2)的输入端和输出端插入裸纤适配器之前，将Y波导芯片(2)的输出端的尾纤的涂覆层去除。
5.根据权利要求1所述的一种Y波导芯片高低温快速测试方法，其特征在于，第一时间间隔和第二时间间隔为2分钟。
6.根据权利要求1所述的一种Y波导芯片高低温快速测试方法，其特征在于，所述裸纤适配器为FC方形裸纤适配器，光功率计(3)和消光比测试仪(4)的接口为与裸纤适配器匹配的FC接口。
7.根据权利要求1所述的一种Y波导芯片高低温快速测试方法，其特征在于，所述光功率计(3)的波长校准范围为1000nm～1650nm，光功率计(3)的功率测量范围为-70dBm～+10dBm。
8.根据权利要求1所述的一种Y波导芯片高低温快速测试方法，其特征在于，所述消光比测试仪(4)的输入光功率范围为-40dBm～+10dBm。
9.根据权利要求1所述的一种Y波导芯片高低温快速测试方法，其特征在于，所述测量光源(1)的输出波长为1310nm或1550nm。
10.根据权利要求1所述的一种Y波导芯片高低温快速测试方法，其特征在于，低温测试中，双向恒温控制器(5)的低温置物台的温度为-45℃，高温测试中，双向恒温控制器(5)的高温置物台的温度为70℃。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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