CN204612901U - 一种插损、回损、波长相关损耗测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种插损、回损、波长相关损耗测试装置，包括宽谱激光器、第一光电探测器、第二光电探测器，第三光电探测器、2×2分光器、1×2分光器、第一隔离器、第二隔离器、1×N光开关、光谱仪、控制电路，宽谱激光器与2×2分光器输入端相连接，2×2分光器的一路输出端接入第一隔离器，第一隔离器接入第二光电探测器；2×2分光器的反射端接入第一光电探测器；第二隔离器的输出端接1×2分光器的公共端；1×2分光器的两路分路中一路接入第三光电探测器，另一路光接入1×N光开关，1×N光开关输出端接光谱仪；本实用新型装置价格便宜，可靠性高，便于维护。

Description

一种插损、回损、波长相关损耗测试装置

技术领域

本实用新型涉及一种能够对光器件的插损、回损、波长相关损耗等指标参数测试的装置，特别涉及一种高效的插损、回损、波长相关损耗测试装置，属于光通信领域。

背景技术

插损、回损、波长相关损耗是光器件的常见的产品指标。对于这三个参数的测试，传统的单项测试方法，对于每一项参数需要使用激光器，功率探测器，光谱仪等设备，浪费大量的人力物力。在市面上相关的集成测试设备，价格都比较昂贵，维护的费用也很高。测试的成本最终都均摊到产品上了。随着光器件厂商之间的竞争日趋激烈，成本已成为重要的核心竞争力。而测试环节是生产的必须环节，测试成本直接影响产品的成本。本实用新型将三种参数的测量集中在一套系统中，共用激光器，功率探测器，光谱仪等设备，减少了设备的投入。整个系统采用自动化以及计算机化的工作方式减少了人力成本。

发明内容

本实用新型克服现有技术存在的缺陷，本实用新型提出一种高效低成本的测试装置，可以大大减少测试成本。

本实用新型的技术方案是：

一种高效的插损、回损、波长相关损耗测试装置，包括宽谱激光器、第一光电探测器、第二光电探测器，第三光电探测器、2×2分光器、1×2分光器、第一隔离器、第二隔离器、1×N光开关、光谱仪、控制电路，宽谱激光器与2×2分光器输入端相连接，2×2分光器的一路输出端接入第一隔离器，第一隔离器接入第二光电探测器；2×2分光器的反射端接入第一光电探测器；第二隔离器的输出端接1×2分光器的公共端；1×2分光器的一路分光端接入第三光电探测器，另一路分光端接入1×N光开关，1×N光开关输出端接光谱仪；控制电路控制连接1×N光开关、宽谱激光器、光谱仪、第一光电探测器、第二光电探测器、第三光电探测器连接进控制采样。

所述控制电路接入实现人机交互的装置，该装置控制有高低温箱，该高低温箱放置待测器件。

所述控制电路接入实现人机交互的装置。

所述人机交互装置采用个人电脑。

所述宽谱激光器采用ASE激光器，其波长范围为1528nm～1603nm，出光功率为5dBm。

所述第一光电探测器、第二光电探测器、第三光电探测器采用高灵敏度、平面结构的InGaAs光电二极管。

所述1×N光开关的N-1个输入端中的任意应用端口接入设置有待测光谱系统。

所述待测光谱系统采用TOF光谱测试系统。

本实用新型具有如下优点：

1、本实用新型装置低成本测试插损回损波长相关损耗，除了光谱仪和激光器，大部分都是无源器件，价格便宜，可靠性高，便于维护，以最低的成本投入实现光器件插损、回损、波长相关损耗指标的测试；

2、本实用新型装置通过在在个人电脑的人机交互软件，可以实现全自动化和信息化的测试，大大减少人工干预，降低测试成本，提高生产效率，缩短生产周期。平均每测试一个需要30分钟，一天按8小时计算，一个工位可测试960个。

3、本实用新型装置可以灵活的在个人电脑上编写控制软件对工位和产品测试单进行信息化管理，接入工厂信息管理系统。

附图说明

图1、本实用新型的第一种高效的插损回损波长相关损耗测试装置示意图；

图2、本实用新型的第二种高效的插损回损波长相关损耗测试装置示意图；

其中:

1:  宽谱激光器；         2:  第一光电探测器；

3:  2×2分光器；         4:  第一隔离器；

5:  第二光电探测器        6:  待测器件；

7:  第二隔离器；          8:  1×2分光器；

9:  1×N光开关；         10: 光谱仪；

11: 第三光电探测器；      12: 控制电路；

13: 个人电脑；            14: 高低温箱；

15: 待测光谱系统；

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本实用新型，下面结合附图及具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。

本实用新型具备有两种光路，第一种光路可以完成对待测器件6插损、回损、波长相关损耗的测量，第二光路可以完成对待测器件6插损、回损、波长相关损耗、温度相关损耗、响应时间的测量。

如图1所示，本实用新型装置第一路光路包含宽谱激光器1、第一光电探测器2、第二光电探测器5，第三光电探测器11、2×2分光器3、1×2分光器8、第一隔离器4、第二隔离器7、待测器件6、1×N光开关9、光谱仪10、控制电路12、个人电脑13，待测光谱系统15。宽谱激光器1与2×2分光器3一端输入端相连接，2×2分光器3一路的输出端接入第一隔离器4，第一隔离器4接入第二光电探测器5；2×2分光器3另一路的输出端接入待测器件6，待测器件6接第二隔离器7，第二隔离器7输出端接1×2分光器8的公共端。2×2分光器3的反射端接入第一光电探测器2，1×2分光器8的两路分路中第一路接入第三光电探测器11，用于探测待测器件6的输出光功率；第二路光接入1×N光开关9，1×N光开关9输出端接入到光谱仪10。控制电路12控制连接1×N光开关9、宽谱激光器1、待测器件6、光谱仪10，并且对第一光电探测器2、第二光电探测器5、第三光电探测器11连接进控制采样后，计算出光功率。1×N光开关9另外N-1个输入可以接入待测光谱系统15，例如TOF光谱测试系统。控制电路12控制1×N光开关9的切换，使不同的系统在不同的时间复用光谱仪，也就是分时复用。

本实用新型还具备第二种光路结构，包含宽谱激光器1、第一光电探测器2、第二光电探测器5，第三光电探测器11、2×2分光器3、1×2分光器8、第一隔离器4、第二隔离器7、待测器件6、1×N光开关9，、光谱仪10、控制电路12、个人电脑13，个人电脑13控制高低温箱14。待测器件6可以放入高低温箱14里，控制电路12对待测器件6进行0～5V，以步进0.01V逐步加电，同时控制电路对第二光电探测器5、第三光电探测器11进行采样并计算光功率，从而得到在当前温度下的插损-输入电压的光电曲线。

宽谱激光器1为ASE激光器，波长范围1528nm～1603nm，出光功率为5dBm。第一光电探测器2、第二光电探测器5、第三光电探测器11为高灵敏度的平面结构的InGaAs光电二极管。本实用新型采用宽谱激光器1、1×N光开关9和光谱仪10来测量波长相关损耗。由于光谱仪比较昂贵，利用1×N光开关9，使N个系统共用光谱仪，这样可以大大降低成本。

本实用新型装置实现功能的光路过程具体如下：宽谱激光器1产生的输出光进入2×2分光器3。2×2分光器3产生两路输出光，每路光的输出功率为总功率的50%。其中一路经过第一隔离器4，从而进入到第二光电探测器5，用于探测输入待测器件6的输入光功率。另一路光经过待测器件6后进入到第二隔离器7。第一光电探测器2探测待测器件6产生的返回光功率。经过第二隔离器7的光，然后输入到1×2分光器8，1×2分光器8将光分成两路：一路进入第三光电探测器11，用于探测待测器件6的输出光功率；另一路光进入1×N光开关9，1×N光开关9输出接入到光谱仪10。由于光谱仪比较昂贵，利用1×N光开关9，使N个系统共用光谱仪，这样可以大大降低成本。1×N光开关9另外N-1个输入端中的任意应用端可以接入其他需要测试待测光谱系统15，例如TOF光谱测试系统。控制电路12控制1×N光开关9的切换，使不同的系统在不同的时间复用光谱仪，也就是分时复用。控制电路12除了控制1×N光开关9，还控制宽谱激光器1、待测器件6、光谱仪10、高低温箱14，并对第一光电探测器2、第二光电探测器5，第三光电探测器11进行采样，并计算出光功率。控制电路12通过网线接入到个人电脑13。通过个人电脑13实现人机交互，并将产品信息和测试数据通过电子文档保存，建立数据库进行保存，以实现全自动化和信息化的测试过程。

下面结合附图进一步说明本实用新型的具体实施方式和工作原理。

首先控制电路12控制宽谱激光器产生输出光，先不接入待测器件6，用一根光纤跳线替代待测器件6，使光处于直通状态。控制电路12采集第一光电探测器2、第二光电探测器5、第三光电探测器11的光功率：

第一光电探测器2 :P1A

第二光电探测器5 :P1B

第三光电探测器11:P1C

记录系统的插损（Insertion Loss）PIL=P1B-P1C，

记录并存储光谱仪中的光源谱线数据，记为数组WDL0；

然后接入待测器件6, 控制电路12采集第一光电探测器2、第二光电探测器5、第三光电探测器11的光功率：

第一光电探测器2 :P2A

第二光电探测器5 :P2B

第三光电探测器11:P2C

记录并存储此时光谱仪中的光源谱线数据，记为数组WDL1；

待测器件的插损（Insertion Loss）=P2B-P2C-PIL；

待测器件的回损（Return Loss）=P2A-P1A；

待测器件的波长相关损耗（Wavelength Dependent Loss）=MA×（WDL1- WDL0），即各个波长下的功率变换的最大值。

这样就完成了对待测器件6插损、回损、波长相关损耗的测量。

除了以上三个参数的测量，还可以完成温度相关损耗（Temperature Dependent Loss）、响应时间的测量。

温度相关损耗（Temperature Dependent Loss）的测量：

将待测器件6放入高低温箱14里，控制电路12对待测器件6进行0～5V,以步进0.01V逐步加电，同时控制电路对第一光电探测器5、第三光电探测器11进行采样并计算光功率，从而得到在当前温度下的插损-输入电压的光电曲线。设置高低温箱的温度分别为-5摄氏度、75摄氏度，分别记录下相应的插损-输入电压的光电曲线。比较这两条曲线的在相同输入电压下的插损值的差异，取最大值即待测器件6的温度相关损耗。

响应时间的测量：

控制电路12对待测器件6加载0～5V阶跃电压。同时控制电路12对第一光电探测器5、第三光电探测器11进行采样并计算光功率，从而得到插损-时间的光电曲线。计算出从最大光功率的10%到90%即待测器件6的响应时间。

所述参数由控制电路12上报给个人电脑13进行显示和存储。个人电脑通过预设的各参数阈值自动判决上述测试结果是否合格，并在个人电脑13上显示判决结果。

本实用新型这种高效的插损回损波长相关损耗测试装置，能够对光器件的插损、回损、波长相关损耗等指标参数测试的装置，可广泛应用于无源光通信器件生产制造。

虽然本实用新型已经详细地示出并描述了一个相关的特定的实施例参考，但本领域的技术人员应该能够理解，在不背离本实用新型的精神和范围内可以在形式上和细节上作出各种改变。这些改变都将落入本实用新型的权利要求所要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种插损、回损、波长相关损耗测试装置，其特征在于：包括宽谱激光器（1）、第一光电探测器（2）、第二光电探测器（5），第三光电探测器（11）、2×2分光器（3）、1×2分光器（8）、第一隔离器（4）、第二隔离器（7）、1×N光开关（9）、光谱仪（10）、控制电路（12），宽谱激光器（1）与2×2分光器（3）输入端相连接，2×2分光器（3）的一路输出端接入第一隔离器（4），第一隔离器（4）接入第二光电探测器（5）；2×2分光器（3）的反射端接入第一光电探测器（2）；第二隔离器（7）的输出端接1×2分光器（8）的公共端；1×2分光器（8）的一路分光端接入第三光电探测器（11），另一路分光端接入1×N光开关（9），1×N光开关（9）输出端接光谱仪（10）；控制电路（12）控制连接1×N光开关（9）、宽谱激光器（1）、光谱仪（10）、第一光电探测器（2）、第二光电探测器（5）、第三光电探测器（11）连接进控制采样。

2.根据权利要求1所述的一种插损、回损、波长相关损耗测试装置，其特征在于：所述控制电路（12）接入实现人机交互的装置，该装置控制有高低温箱（14），该高低温箱（14）放置待测器件。

3.根据权利要求1所述的一种插损、回损、波长相关损耗测试装置，其特征在于：所述控制电路（12）接入实现人机交互的装置。

4.根据权利要求2或3所述的一种插损、回损、波长相关损耗测试装置，其特征在于：所述人机交互装置采用个人电脑（13）。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种插损、回损、波长相关损耗测试装置，其特征在于：所述宽谱激光器（1）采用ASE激光器，其波长范围为1528nm～1603nm，出光功率为5dBm。

6.根据权利要求1或2或3所述的一种插损、回损、波长相关损耗测试装置，其特征在于：所述第一光电探测器（2）、第二光电探测器（5）、第三光电探测器（11）采用高灵敏度、平面结构的InGaAs光电二极管。

7.根据权利要求1或2或3所述的一种插损、回损、波长相关损耗测试装置，其特征在于：所述1×N光开关（9）的N-1个输入端中的任意应用端口接入设置有待测光谱系统（15）。

8.根据权利要求7所述的一种插损、回损、波长相关损耗测试装置，其特征在于：所述待测光谱系统（15）采用TOF光谱测试系统。