CN205620110U - 10g带制冷半导体激光器性能测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及光发射器性能测试系统领域，尤其是一种光通信用光发射器的性能测试系统。提出了10G带制冷半导体激光器性能测试系统，误码仪的信号发射端和接收端经高频线分别与测试盒的发射端和接收端相连接，误码仪的信号触发端和示波器的信号触发端连接，光模块置于测试盒上且与测试盒电连接，测试盒由双路直流稳压电源供电，待测激光器与光模块的发射端压触式电连接；待测激光器输出的光信号输入至光开关的输入通道，光开关的各个输出通道分别接光功率计、波长计、示波器等测试器件，测试待测激光器的各项性能指标。本实用新型测试系统结构简单，兼容性好，灵活方便，可且更贴近客户使用端性能测试，测试速度快，效率高，成本低。

Description

10G 带制冷半导体激光器性能测试系统

技术领域

本实用新型涉及光发射器性能测试系统领域，尤其是一种光通信用光发射器的性能测试系统。

背景技术

随着光通信行业的迅猛发展，光收发一体模块成为光纤接入网中不可缺少的核心部件，光收发一体模块技术不断走向成熟，并向智能化，高速度高密度互连发展。光收发一体模块具有支持热插拔，便携及外形更加小型化的优点。10G光模块以及并行光纤通道将成为新一代光收发一体模块中的亮点，光收发一体模块的使用量也会越来越大，经济效益非常可观。

作为光收发一体模块的核心器件之一，半导体激光器已经成为通信领域必不可少的组成部分。对器件的测试指标要求越来越严格，提供适合光模块的合格激光发射器产品成为激光器厂商追逐目标，而测试环节又是重中之重，现有的测试系统昂贵，速率慢，需要专有的标准信号码型发生器来驱动激光器发出信号，测试传输性能，且测试后数据和半导体激光器实际应用与光模块的数据偏差相对较大，所以带制冷10G 半导体激光器的测试成为光器件厂商的主要问题。

我们目前设计的半导体激光发射器采用业内主流的BOX封装，它具有体积小，带制冷，可以实现激光器芯片的自动温度控制，传输距离在40Km以上，光功率分布在0~4dBm，主要应用于XFP和SFP+上，应用在以太网极主干网。里面封装电热调节器，热敏电阻,电容，电感，半导体激光器芯片，透镜，隔离器等，这是业内半导体带制冷激光发射器较常用的封装形式，采用平行缝焊的方式将这些元器件封装到壳体内。采用激光焊接工艺使光纤插芯与管体耦合焊接在一起，最后通过软带实现光接收器与光模块电路板的焊接。

实际应用中，为满足光纤链路的距离要求，通常在不同的光通信应用中要求不同类型和参数的半导体激光发射器。为了获得实际应用要求的配置，需要对激光发射器的功率、传输眼图、工作温度、工作波长、传输通道代价等参数进行测试和优化。因此能否进行完整、准确、高效率的激光发射器的性能指标测试，将直接决定产品的质量和成本。由于测试项目复杂，使用设备繁多，如果采取手动逐一测试性能的方法，会导致测试仪器接入点很多，造成系统搭建非常复杂，还有可能出现测试项目遗漏或者同一项目重复测试的情况，生产效率低下，测试一致性差。且驱动激光器工作的码型要求PRBS，31阶码型，要求输出幅值在2V，且偏压范围-0.7~0V，专有的测试激光器通信用的信号码型发生器比较昂贵，预计40万美金左右，目前只有Advantest D3186和Anristu MP1800A主机和配套模块这两种型号可以满足，所以实现低成本和灵活性的测试系统迫在眉睫，测试系统智能化，一键式测试更需要应用在激光器生产厂商中。如何快速、准确的实现对光发射器性能的测试成为一个新兴的课题，也是激光器和光模块厂商的重点项目。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单，兼容性好，灵活方便，性能准确可靠，高效率、智能化、低成本的性能测试系统。

本实用新型解决现有技术问题所采用的技术方案：提出了10G带制冷半导体激光器性能测试系统，包括光模块、待测激光器，误码仪、衰减器、示波器、双路直流稳压电源、光开关及光功率计，误码仪的信号发射端和接收端经高频线分别与测试盒的发射端和接收端相连接，误码仪的信号触发端和示波器的信号触发端连接，光模块置于测试盒上且与测试盒电连接，测试盒由双路直流稳压电源供电，待测激光器与光模块的发射端压触式电连接；待测激光器输出的光信号输入至光开关的输入通道，光开关的输出通道1接第一分路器，第一分路器的一路输出接光功率计的端口1，另一路输出接波长计；光开关的输出通道2接示波器；光开关的输出通道4接传输光纤，传输光纤或光开关的输出通道3与衰减器的输入端连接，衰减器的输出端接第二分路器的输入端，第二分路器的一路输出接光功率计的端口2，另一路输出接光模块的接收端。

所述测试盒带有压测治具，待测激光器通过压测治具与光模块的发射端压触式电连接。

所述压测治具包括安装于底座上的气缸、气缸支架、气缸压柱、压块及光模块电接口金手指，气缸固定于气缸支架上，光模块电路板位于气缸压柱的下方，压块的一侧设置有光模块电接口金手指，光模块电接口金手指位于光模块电路板上方，待测激光器与光模块电接口金手指通过压块压触。

所述测试系统还包括控制主机，双路直流稳压电源为带程控的双路直流稳压电源，光开关为带程控的光开关；控制主机分别与双路直流稳压电源、光开关、功率计、波长计、误码仪及衰减器可通信式连接。

所述控制主机通过GPIB接口与双路直流稳压电源、光开关、功率计、波长计及衰减器可通信式连接，控制主机通过RS232接口与误码仪可通信式连接。

所述第一分路器及第二分路器均为50/50分路器。

所述传输光纤的长度为50Km。

所述双路直流稳压电源为3.3V和5Ｖ电源。

所述光模块通过30pin金手指与测试盒电连接。

与现有技术相比，本实用新型直接待测的半导体激光器置于光模块上，通过光模块的内部电路驱动半导体激光器发射光信号，克服了现有技术中需要专有的信号码型发生器来驱动半导体激光发射器的缺点，不仅大幅降低了半导体激光器的测试成本，而且其测试结果能更好地接近用户对光模块的使用情况，更贴近XFP/SFP+的应用测试。

本实用新型结构简单，兼容性好，灵活方便，性能准确可靠，高效率、智能化，它可以将光发射器的大部分性能同时测量并且可以同时进行优化，既可以实现单步测试又可以实现一键测试，并可以将测试详细数据、眼图保存至指定的路径，实现产品的可追溯性。本测试系统的设计不仅简化了光纤接入点，而且提高了工作效率和产品测试结果的一致性，同时此系统具有可扩展性，能够满足客户日益增加的测试项目和更严格的测试要求，适用于在光发射器整个测试领域中的应用。

附图说明

图1为本实用新型的系统结构示意图；

图2为本实用新型的测试盒部分的专用压测治具；

图中：1-气缸，2-气缸支架，3-光模块电路板，4-底座，5-压块，6-气缸压柱，7-光模块电接口金手指。

注：图中OUT代表信号发射端，IN代表信号接收端，TRIG代表信号触发端，T代表发射端，R代表接收端。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进行说明：

如图1所示的10G带制冷半导体激光器性能测试系统，包括光模块、待测激光器，误码仪、衰减器、示波器、双路直流稳压电源、光开关及光功率计，误码仪的信号发射端OUT和接收端IN经高频线分别与测试盒的发射端T和接收端R相连接，误码仪的信号触发端TRIG 和示波器的信号触发端连接，光模块置于测试盒上且与通过30pin金手指与测试盒电连接，双路直流稳压电源给测试盒提供3.3V和5V电源，待测激光器与光模块的发射端T压触式电连接；待测激光器输出的光信号输入至光开关的输入通道，光开关的输出通道1接50/50分路器，分路器的一路输出接光功率计的一端口，另一路输出接波长计；光开关的输出通道2接示波器；光开关的输出通道4接50Km传输光纤，传输光纤或光开关的输出通道3与衰减器的输入端连接，衰减器的输出端接50/50分路器的输入端，50/50分路器的一路输出接光功率计的另一端口，另一路输出接光模块的接收端。需要测试激光器的传输灵敏度时，将传输光纤的另一端与衰减器连接（即：将Ｂ端与C端连接）；当需要测试激光器的灵敏度时，将光开关的输出通道3与衰减器的输入端连接（即：将A端与C端连接）。

测试盒带有压测治具，待测激光器通过压测治具与光模块的发射端压触式电连接。如图1所示压测治具包括安装于底座4上的气缸1、气缸支架2、气缸压柱6、压块5及光模块电接口金手指7，气缸1固定于气缸支架2上，光模块电路板3位于气缸压柱6的下方，压块5的一侧设置有光模块电接口金手指7，光模块电接口金手指7位于光模块电路板3上方。待测激光器与光模块电接口金手指7通过压块5要好，然后打开气缸1，气缸1压于压块5上方，使光模块电接口金手指7待测激光器接触更加充分，然后打开光模块电路板3的电源，给光模块电路板3通电，光模块电路板3通过测试盒与电脑通信，具有温度调节和激光器电流控制作用，光模块电路板3另一端通过高频传输线与误码仪连接，这样误码仪的调制信号通过光模块电路板3施加到待测激光器上面，完成对待测激光器的测试。

测试系统中的双路直流稳压电源为带程控的双路直流稳压电源，光开关为带程控的光开关；测试系统的控制主机通过GPIB接口与双路直流稳压电源、光开关、功率计、波长计及衰减器可通信式连接，控制主机通过RS232接口与误码仪可通信式连接。

测试过程中，误码仪可以产生9.953Gb/S到11.3Gb/S的非归零码经高频线与测试盒连接，待测激光器发出的光接入光开关的输入通道，光开关的输出通道1和分路器相连接，分路器输出一路接功率计，测试待测激光器的光功率特性，分另一路输出与波长计相连接，测试待测激光器波长特性，光开关的输出通道2与示波器相连接，测试待测激光器的眼图性能，光开关的输出通道4经过50Km的传输光纤和衰减器相连接，衰减器出来的光经过分路器，一端与光功率计相连接，一端接回待测光模块收端，测试半导体激光器经传输光纤之后的性能。整个测试过程由控制主机程序控制，实现电源开关和光开关通道的自动切换，实现自动测试。

本实用新型测试工作过程为：

1）由误码器发出所需速率的码型，通过高频线将电信号传输到光模块的接口端(T)，通过光模块内部的电路驱动待测激光器发射光信号；

2）通过软件调整直流稳压电源Vcc （3.3V）及Vcc （5.0V）；

3）将激光器产生的光信号接入到光开关输入端口；

4）利用测试软件自动切换光开光的通道，分别测试光功率，光波长，光眼图和传输性能；

5）采用一键测试，电脑程序通过控制GPIB和各设备通信，完成自动测试环节；

6）测试完成后数据自动保存到数据服务器上，以备查询追踪产品。

本实用新型测试系统结构简单，兼容性好，灵活方便，可以实现一键测试发射器的多项性能参数，且更贴近客户使用端性能测试，测试速度快，效率高，成本低，适用于在光发射器整个测试领域中应用。

以上内容是结合具体的优选技术方案对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.10G带制冷半导体激光器性能测试系统，包括光模块、待测激光器，误码仪、衰减器、示波器、双路直流稳压电源、光开关及光功率计，其特征在于：误码仪的信号发射端和接收端经高频线分别与测试盒的发射端和接收端相连接，误码仪的信号触发端和示波器的信号触发端连接，光模块置于测试盒上且与测试盒电连接，测试盒由双路直流稳压电源供电，待测激光器与光模块的发射端压触式电连接；待测激光器输出的光信号输入至光开关的输入通道，光开关的输出通道1接第一分路器，第一分路器的一路输出接光功率计的端口1，另一路输出接波长计；光开关的输出通道2接示波器；光开关的输出通道4接传输光纤，传输光纤或光开关的输出通道3与衰减器的输入端连接，衰减器的输出端接第二分路器的输入端，第二分路器的一路输出接光功率计的端口2，另一路输出接光模块的接收端。

2.根据权利要求1所述的10G带制冷半导体激光器性能测试系统，其特征在于：所述测试盒带有压测治具，待测激光器通过压测治具与光模块的发射端压触式电连接。

3.根据权利要求2所述的10G带制冷半导体激光器性能测试系统，其特征在于：所述压测治具包括安装于底座上的气缸、气缸支架、气缸压柱、压块及光模块电接口金手指，气缸固定于气缸支架上，光模块电路板位于气缸底座的下方，压块的一侧设置有光模块电接口金手指，光模块电接口金手指位于光模块电路板上方，待测激光器与光模块电接口金手指通过压块压触。

4.根据权利要求1-3任一所述的10G带制冷半导体激光器性能测试系统，其特征在于：所述测试系统还包括控制主机，双路直流稳压电源为带程控的双路直流稳压电源，光开关为带程控的光开关；控制主机分别与双路直流稳压电源、光开关、功率计、波长计、误码仪及衰减器可通信式连接。

5.根据权利要求4所述的10G带制冷半导体激光器性能测试系统，其特征在于：所述控制主机通过GPIB接口与双路直流稳压电源、光开关、功率计、波长计及衰减器可通信式连接，控制主机通过RS232接口与误码仪可通信式连接。

6.根据权利要求1-3任一所述的10G带制冷半导体激光器性能测试系统，其特征在于：所述第一分路器及第二分路器均为50/50分路器。

7.根据权利要求1-3任一所述的10G带制冷半导体激光器性能测试系统，其特征在于：所述传输光纤的长度为50Km。

8.根据权利要求1-3任一所述的10G带制冷半导体激光器性能测试系统，其特征在于：所述双路直流稳压电源为3.3V和5Ｖ电源。

9.根据权利要求1-3任一所述的10G带制冷半导体激光器性能测试系统，其特征在于：所述光模块通过30pin金手指与测试盒电连接。