CN118671892B - 一种硅光引擎组件耦合系统及测试方法 - Google Patents
一种硅光引擎组件耦合系统及测试方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN118671892B CN118671892B CN202410710364.2A CN202410710364A CN118671892B CN 118671892 B CN118671892 B CN 118671892B CN 202410710364 A CN202410710364 A CN 202410710364A CN 118671892 B CN118671892 B CN 118671892B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- transmitting
- clamp
- component
- clamping
- coupling device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 title claims abstract description 134
- 230000008878 coupling Effects 0.000 title claims abstract description 126
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 title claims abstract description 126
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 42
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 42
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 105
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims 1
- 238000011161 development Methods 0.000 abstract description 4
- LAHWLEDBADHJGA-UHFFFAOYSA-N 1,2,4-trichloro-5-(2,5-dichlorophenyl)benzene Chemical compound ClC1=CC=C(Cl)C(C=2C(=CC(Cl)=C(Cl)C=2)Cl)=C1 LAHWLEDBADHJGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 210000001503 joint Anatomy 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 3
- 230000008093 supporting effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 241001391944 Commicarpus scandens Species 0.000 description 1
- 229910000577 Silicon-germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/36—Mechanical coupling means
- G02B6/38—Mechanical coupling means having fibre to fibre mating means
- G02B6/3807—Dismountable connectors, i.e. comprising plugs
- G02B6/3898—Tools, e.g. handheld; Tuning wrenches; Jigs used with connectors, e.g. for extracting, removing or inserting in a panel, for engaging or coupling connectors, for assembling or disassembling components within the connector, for applying clips to hold two connectors together or for crimping
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/36—Mechanical coupling means
- G02B6/38—Mechanical coupling means having fibre to fibre mating means
- G02B6/3807—Dismountable connectors, i.e. comprising plugs
- G02B6/3897—Connectors fixed to housings, casing, frames or circuit boards
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4246—Bidirectionally operating package structures
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4274—Electrical aspects
- G02B6/428—Electrical aspects containing printed circuit boards [PCB]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Abstract
本发明涉及一种硅光引擎组件耦合系统及耦合方法，其系统包括工作台、发射端耦合装置、接收端耦合装置和PCB板夹持夹具，发射端耦合装置和接收端耦合装置分别设置在工作台上，PCB板夹持夹具设置二者之间，光引擎组件设置在PCB板夹持夹具的上端，发射端耦合装置用于夹取发射端FA并与发射端口耦合，接收端耦合装置用于夹取接收端FA并与接收端口耦合。本发明通过控制夹取发射端FA与发射端口初步耦合，以及接收端FA与接收端口初步耦合，力度和幅度可以精确控制，在保证夹持力度的同时，不会损坏FA；通过将外接MT插芯的其中两个发射通道直接与两个接收通道光路连接，一套耦合系统即可完成发射端和接收端的耦合，不仅节约了硬件成本，同时节约了开发成本。
Description
技术领域
本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一种硅光引擎组件耦合系统及测试方法。
背景技术
硅光子技术基于硅和硅基衬底材料，利用现有CMOS工艺进行光器件开发和集成的新一代技术。硅光芯片是以硅和硅基衬底材料(如S i Ge/S i、SOI等)作为光学介质，通过互补金属氧化物半导体(CMOS)兼容的集成电路工艺制造相应的光子器件和光电器件(包括硅基发光器件、调制器、探测器、光波导器件等)，并利用这些器件对光子进行发射、传输、检测和处理，以实现其在光通信、光传感、光计算等领域中的实际应用。光引擎/硅光引擎是把光模块中用于实现光电信号转换的主要部分单独组合起来形成一个组合体，尤其在硅光集成应用后，把电光转换与光电转换的主要单元集成起来，即把电芯片和硅光集成，再加上与光纤的连接，构成一个完整的信号转换组件——光引擎(Opt i ca l Engi ne)。
现有技术中的耦合方案为发射端和接收端分开耦合，发射端耦合：加电装置给PCB板加电，此时PCB板发射端口发出光信号，PC系统连接光功率计，通过监控光功率信号，及控制耦合装置，使PCB板发射端和发射端FA耦合至功率损耗最小值，在PCB发射端和FA之间点上紫外固化胶水，进行固化，则发射端耦合完成。接收端耦合：点光源输出光信号，此时光信号通过接收端FA输出，PC系统连接源表，通过监控源表的电流大小及控制耦合装置，使PCB接收端和接收端FA耦合至源表电流最大值，然后点上紫外固化胶水进行固化，则完成接收端耦合。
光引擎的耦合主要就是PCB板和MT-FA的耦合但是现有的光引擎耦合存在以下问题：FA尺寸小，且两个FA之间距离近、FA本身易破碎；再者，需要两套耦合系统分别耦合，效率低，成本高，软件开发麻烦。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种硅光引擎组件耦合系统及耦合方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种硅光引擎组件耦合系统，包括工作台、发射端耦合装置、接收端耦合装置和PCB板夹持夹具，所述发射端耦合装置和接收端耦合装置分别设置在所述工作台上，并位于所述工作台的两侧，所述PCB板夹持夹具设置在所述工作台上，并位于所述发射端耦合装置和接收端耦合装置之间，待耦合的光引擎组件设置在所述PCB板夹持夹具的上端，所述待耦合的光引擎组件包括PCB板和MT-FA组件，所述发射端耦合装置用于夹取所述MT-FA组件的发射端FA，并与所述PCB板上的发射端口耦合，所述接收端耦合装置用于夹取所述MT-FA组件的接收端FA，并与所述PCB板上的接收端口耦合，所述发射端FA和接收端FA分别与所述PCB板上的MT插芯上的接收通道和发射通道光路连接，所述MT插芯与外接MT插芯耦合，所述外接MT插芯的其中两个发射通道与两个接收通道光路连接，所述PCB板上的电路连接端口分别与供电装置和源表电连接，所述源表与主控制PC电连接，所述主控制PC分别与所述发射端耦合装置和接收端耦合装置电连接。
本发明的有益效果是：本发明的硅光引擎组件耦合系统，通过所述主控制PC控制所述发射端耦合装置夹取发射端FA与所述发射端口初步耦合，以及控制接收端耦合装置夹取接收端FA与所述接收端口初步耦合，力度和幅度可以精确控制，在保证夹持力度的同时，不会损坏FA；通过将所述外接MT插芯的其中两个发射通道直接与两个接收通道光路连接，一套耦合系统即可完成发射端和接收端的耦合，不仅节约了硬件成本，同时节约了两套软件系统的开发成本。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：
进一步：所述发射端耦合装置和接收端耦合装置均包括耦合底座、多维调节组件和FA夹持组件，所述耦合底座设置在所述工作台上对应的一侧，所述多维调节组件安装于对应的所述耦合底座上，两组所述多维调节组件彼此靠近的一端分别安装有所述FA夹持组件，所述FA夹持组件用于夹取所述发射端FA并与所述接收端口对准，或用于夹取所述接收端FA，并与所述接收端口耦合，所述多维调节组件和FA夹持组件分别与所述主控制PC电连接。
上述进一步方案的有益效果是：通过所述耦合底座可以对所述多维调节组件和FA夹持组件起到稳定的支撑作用，通过所述多维调节组件可以驱动所述FA夹持组件夹取的发射端FA和接收端FA，并进行空间位置和角度调节，从而与发射端口和接收端口耦合，实现自动化耦合。
进一步：所述FA夹持组件包括连接夹具、气缸组件和用于夹取所述发射端FA或接收端FA的FA夹持夹具，所述连接夹具设置在所述多维调节组件的驱动末端，所述气缸组件设置在所述连接夹具上，所述气缸组件与所述主控制PC电连接，所述FA夹持夹具设置在所述气缸组件的驱动端，所述多维调节组件可驱动所述连接夹具带动所述气缸组件以及FA夹持夹具进行位置和角度调节。
上述进一步方案的有益效果是：通过所述连接夹具可以对所述气缸组件起到支撑作用，这样通过控制所述气缸组件即可驱动所述FA加持夹具夹取发射端FA或接收端FA，从而完整所述发射端FA和接收端FA的位置和角度调整。
进一步：所述FA夹持夹具包括第一FA夹具本体和第二FA夹具本体，所述第一FA夹具本体和第二FA夹具本体的中部通过销钉转动连接，所述第一FA夹具本体和第二FA夹具本体的上部之间设置有第一弹簧，所述第一FA夹具本体或第二FA夹具本体的内侧壁上设置有限位销钉，所述第一弹簧的一端套设于所述限位销钉上，并与所述第一FA夹具本体或第二FA夹具本体的内侧壁连接，所述第一弹簧的另一端与所述第二FA夹具本体或第一FA夹具本体的内侧壁连接，所述第一FA夹具本体和第二FA夹具本体的下端分别设置有柔性弹片，所述气缸组件的驱动端与所述第一FA夹具本体或第二FA夹具本体的外侧壁上部抵接。
上述进一步方案的有益效果是：通过所述第一FA夹具本体和第二FA夹具本体的中部转动连接，这样所述气缸组件的驱动端与所述第一FA夹具本体与第二FA夹具本体相对转动，即可使得位于所述第一FA夹具本体和第二FA夹具本体下端的柔性弹片夹紧或松开所述发射端FA和接收端FA，实现精准调节。
进一步：所述气缸组件包括气缸本体、设置在所述气缸本体上并与外部气压源连通的两个气管接头、设置在所述气缸本体上并用于调节压力和形成的调节旋钮和驱动杆，所述驱动杆与所述FA夹持夹具连接，所述主控制PC与所述气缸本体电连接，并可驱动所述驱动杆带动所述FA夹持夹具运动。
上述进一步方案的有益效果是：通过设置所述调节旋钮可以方便调节所述气缸组件的气压和所述驱动杆的行程，从而根据不同的硅光引擎进行适应性调节。
进一步：所述PCB板夹持夹具包括内部中空设置且截面呈T型的PCB夹具底座、一对蝶形夹片、销轴、一对第二弹簧和一对转轴，所述PCB夹具底座安装于所述底座上，所述PCB夹具底座的两侧侧壁上分别设置有凹槽，所述一对转轴平行间隔设置在所述PCB夹具底座内，且所述转轴位于对应一侧的所述凹槽内，所述蝶形夹片的中部伸入对应一侧的所述凹槽内，且所述蝶形夹片的中部套设于对应的所述转轴上，所述蝶形夹片的上端高于所述PCB夹具底座的上端，所述销轴贯穿设置在所述PCB夹具底座的两侧之间，所述第二弹簧的一端与所述销轴对应的一端连接，所述第二弹簧的另一端与对应的所述蝶形夹片的内侧壁抵接。
上述进一步方案的有益效果是：通过所述PCB夹具底座对所述PCB板起到支撑作用，并在所述蝶形夹片的作用下完成对所述蝶形夹片的夹紧固定，通过所述蝶形夹片配合所述销轴和弹簧可以方便按压所述蝶形夹片，实现所述蝶形夹片的上端对所述PCB板的夹紧或松开，操作简单、方便。
进一步：所述PCB夹具底座的上端面设置有多个气孔，所述气孔与外部负压源连通。
上述进一步方案的有益效果是：通过设置所述气孔可以方便与外部负压源连通，从而在所述PCB夹具底座的上端面形成负压吸附作用，从而可以辅助PCB板的定位和固定，避免在后续点胶耦合过程中所述PCB板发生异位导致耦合精度达不到设定要求。
进一步：所述的硅光引擎组件耦合系统还包括光功率计，所述外接MT插芯的其中两个发射通道与光功率计光路连接。
上述进一步方案的有益效果是：通过设置所述，可以在精调所述发射端FA和接收端FA的位置和角度之前，通过光功率计检测的其中两路光信号的光功率损耗值实现对所述发射端FA的位置和角度粗调，这样可以大幅度提高调整效率和精度。
本发明还提供了一种所述的硅光引擎组件耦合系统的耦合方法，包括如下步骤：
搭建光路并启动系统，供电装置为PCB板供电，所述PCB板的发射端口发出光信号，并经由发射端FA穿过MT插芯后进入外接MT插芯；
进入所述外接MT插芯的光信号分为四路，其中第一路和第四路光信号通过两个发射通道进入所述光功率计，第二路和第三路光信号通过两个发射通道进入接收通道，并经由所述MT插芯进入所述接收端FA；
所述主控制PC控制所述发射端耦合装置夹取所述MT-FA组件的发射端FA，并与所述PCB板上的发射端口初步耦合，以及控制所述接收端耦合装置夹取所述MT-FA组件的接收端FA，并与所述PCB板上的接收端口初步耦合；
所述主控制PC根据所述光功率计接收的光信号参数控制所述发射端耦合装置调整所述发射端FA的位置和角度，使得所述光功率计监测的光功率损耗值最小；
所述主控制PC根据所述源表的电流大小控制所述接收端耦合装置调整所述接收端FA的位置和角度，使得所述源表的电流值最大；
将所述发射端FA与所述发射端口点胶固化，将所述接收端FA与所述接收端口点胶固化，完成硅光引擎组件耦合。
附图说明
图1为本发明一实施例的硅光引擎组件耦合系统的光路结构示意图；
图2为本发明一实施例的硅光引擎组件耦合系统的立体结构示意图；
图3为本发明一实施例的PCB板的结构示意图；
图4为本发明一实施例的MT-FA组件的结构示意图；
图5为本发明一实施例的FA夹持夹具的结构示意图；
图6为本发明一实施例的气缸组件的结构示意图；
图7为本发明一实施例的PCB板夹持夹具的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、光引擎组件，2、工作台，3、耦PCB板夹持夹具合底座，4、X轴直线微调电机，5、Y轴直线微调电机，6、90°连接块，7、Z轴直线微调电机，8、θZ轴旋转电机，9、θY轴旋转电机，10、θX轴旋转电机，11、连接夹具，12、气缸组件，13、FA夹持夹具，14、PCB板夹持夹具，15、供电装置，16、外接MT插芯，17、光功率计，18、主控制PC，21、源表；
101、PCB板，102、MT-FA组件；
1011、发射端口，1012、接收端口，1013、电路连接端口，1021、发射端FA，1022、接收端FA，1023、MT插芯，1201、气管接头，1202、调节旋钮，1203、驱动杆，1301、第一FA夹具本体，1302、第二FA夹具本体，1303、销钉，1304、限位销钉，1305、第一弹簧，1401、PCB夹具底座，1402、蝶形夹片，1403、销轴，1404、第二弹簧，1405、转轴，1406、气孔。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1、图2、图3和图4所示，一种硅光引擎组件耦合系统，包括工作台2、发射端耦合装置、接收端耦合装置和PCB板夹持夹具14，所述发射端耦合装置和接收端耦合装置分别设置在所述工作台2上，并位于所述工作台2的两侧，所述PCB板夹持夹具14设置在所述工作台2上，并位于所述发射端耦合装置和接收端耦合装置之间，待耦合的光引擎组件1设置在所述PCB板夹持夹具14的上端，所述待耦合的光引擎组件1包括PCB板101和MT-FA组件102，所述发射端耦合装置用于夹取所述MT-FA组件102的发射端FA1021，并与所述PCB板101上的发射端口1011耦合，所述接收端耦合装置用于夹取所述MT-FA组件102的接收端FA1022，并与所述PCB板101上的接收端口1012耦合，所述发射端FA1021和接收端FA1022分别与所述PCB板101上的MT插芯1023上的接收通道和发射通道光路连接，所述MT插芯1023与外接MT插芯16耦合，所述外接MT插芯16的其中两个发射通道与两个接收通道光路连接，所述PCB板101上的电路连接端口1013分别与供电装置15和源表21电连接，所述源表21与主控制PC18电连接，所述主控制PC18分别与所述发射端耦合装置和接收端耦合装置电连接。
本发明的硅光引擎组件耦合系统，通过所述主控制PC18控制所述发射端耦合装置夹取发射端FA1021与所述发射端口1011初步耦合，以及控制接收端耦合装置夹取接收端FA1022与所述接收端口1012初步耦合，力度和幅度可以精确控制，在保证夹持力度的同时，不会损坏FA；通过将所述外接MT插芯16的其中两个发射通道直接与两个接收通道光路连接，一套耦合系统即可完成发射端和接收端的耦合，不仅节约了硬件成本，同时节约了两套软件系统的开发成本。
在本发明的一个或多个实施例中，所述发射端耦合装置和接收端耦合装置均包括耦合底座3、多维调节组件和FA夹持组件，所述耦合底座3设置在所述工作台2上对应的一侧，所述多维调节组件安装于对应的所述耦合底座3上，两组所述多维调节组件彼此靠近的一端分别安装有所述FA夹持组件，所述FA夹持组件用于夹取所述发射端FA1021并与所述接收端口1012对准，或用于夹取所述接收端FA1022，并与所述接收端口1012耦合，所述多维调节组件和FA夹持组件分别与所述主控制PC18电连接。通过所述耦合底座3可以对所述多维调节组件和FA夹持组件起到稳定的支撑作用，通过所述多维调节组件可以驱动所述FA夹持组件夹取的发射端FA1021和接收端FA1022，并进行空间位置和角度调节，从而与发射端口1011和接收端口1012耦合，实现自动化耦合。这里，所述工作台3采用防震工作台。
在本发明的一个或多个实施例中,所述多维调节组件包括X轴直线微调电机4、Y轴直线微调电机5、90°连接块6、Z轴直线微调电机7、θZ轴旋转电机8、θY轴旋转电机9和θX轴旋转电机10，所述X轴直线微调电机4设置在所述耦合底座3上，所述Y轴直线微调电机5设置在所述X轴直线微调电机4上，所述90°连接块6的水平边设置在所述Y轴直线微调电机5上，所述90°连接块6的垂直边设置有所述Z轴直线微调电机7，所述θZ轴旋转电机8、θY轴旋转电机9和θX轴旋转电机10顺次设置在所述Z轴直线微调电机7和连接夹具11之间，所述X轴直线微调电机4、Y轴直线微调电机5、90°连接块6、Z轴直线微调电机7、θZ轴旋转电机8、θY轴旋转电机9和θX轴旋转电机10分别与主控制PC18电连接，这样主控制PC18可以通过控制所述X轴直线微调电机4、Y轴直线微调电机5、90°连接块6、Z轴直线微调电机7、θZ轴旋转电机8、θY轴旋转电机9和θX轴旋转电机10来驱动连接夹具11带动所述FA夹持组件调整位置和角度，实现发射端FA1021和接收端FA1022的位置和角度调整。
在本发明的一个或多个实施例中，所述FA夹持组件包括连接夹具11、气缸组件12和用于夹取所述发射端FA1021或接收端FA1022的FA夹持夹具13，所述连接夹具11设置在所述多维调节组件的驱动末端，所述气缸组件12设置在所述连接夹具11上，所述气缸组件12与所述主控制PC18电连接，所述FA夹持夹具13设置在所述气缸组件12的驱动端，所述多维调节组件可驱动所述连接夹具11带动所述气缸组件12以及FA夹持夹具13进行位置和角度调节。通过所述连接夹具11可以对所述气缸组件12起到支撑作用，这样通过控制所述气缸组件12即可驱动所述FA加持夹具13夹取发射端FA1021或接收端FA1022，从而完整所述发射端FA1021和接收端FA1022的位置和角度调整。
需要指出的是，实际中，由于MT-FA组件102的发射端FA1021和接收端FA1022的宽度不同，因此对应于发射端FA1021和接收端FA1022的两组所述FA夹持夹具13下半部分的间隔不同，以适配各FA为主。
另外，所述MT-FA组件102的发射端FA1021和接收端FA1022的耦合角度也不同，因此，所述发射端FA1021和接收端FA1022对应的两个连接夹具11在设计时有细微不同，使得FA夹持夹具13夹持FA后耦合面和PCB板101上的耦合面平行。
如图5所示，在本发明的一个或多个实施例中，所述FA夹持夹具13包括第一FA夹具本体1301和第二FA夹具本体1302，所述第一FA夹具本体1301和第二FA夹具本体1302的中部通过销钉1303转动连接，所述第一FA夹具本体1301和第二FA夹具本体1302的上部之间设置有第一弹簧1305，所述第一FA夹具本体1301或第二FA夹具本体1302的内侧壁上设置有限位销钉1304，所述第一弹簧1305的一端套设于所述限位销钉1304上，并与所述第一FA夹具本体1301或第二FA夹具本体1302的内侧壁连接，所述第一弹簧1305的另一端与所述第二FA夹具本体1302或第一FA夹具本体1301的内侧壁连接，所述第一FA夹具本体1301和第二FA夹具本体1302的下端分别设置有柔性弹片，所述气缸组件12的驱动端与所述第一FA夹具本体1301或第二FA夹具本体1302的外侧壁上部抵接。通过所述第一FA夹具本体1301和第二FA夹具本体1302的中部转动连接，这样所述气缸组件12的驱动端与所述第一FA夹具本体1301与第二FA夹具本体1302相对转动，即可使得位于所述第一FA夹具本体1301和第二FA夹具本体1302下端的柔性弹片夹紧或松开所述发射端FA1021和接收端FA1022，实现精准调节。
本发明的一个或多个实施例中，可选地，所述柔性弹片采用不锈钢弹片，其厚度才0.2-0.4mm，两个不锈钢弹片之间的距离略小于对应的所述发射端FA1021或接收端FA1022的宽度，且所述柔性弹片保持一定强度的同时，具有一定的韧性，正常状态时柔性弹片相互靠近，并处理夹紧状态，当所述气缸组件12的驱动端与所述第一FA夹具本体1301外侧壁上部抵接时，所述气缸组件12的驱动端即可驱动所述第一FA夹具本体1301与所述第二FA夹具本体1302的上端相互靠近，进而使得所述第一FA夹具本体1301与所述第二FA夹具本体1302下端的柔性弹片相互远离，并释放所述发射端FA1021或接收端FA1022，当所述气缸组件12的驱动端与所述第一FA夹具本体1301外侧壁上部分离时，所述第一弹簧1305驱动所述第一FA夹具本体1301与所述第二FA夹具本体1302的上端相互远离，从而使得所述第一FA夹具本体1301与所述第二FA夹具本体1302下端的柔性弹片相互靠近，并夹紧所述发射端FA1021或接收端FA1022。
如图6所示，可选地，在本发明的一个或多个实施例中，所述气缸组件12包括气缸本体、设置在所述气缸本体上并与外部气压源连通的两个气管接头1201、设置在所述气缸本体上并用于调节压力和形成的调节旋钮1202和驱动杆1203，所述驱动杆1203与所述FA夹持夹具13连接，所述主控制PC与所述气缸本体电连接，并可驱动所述驱动杆1203带动所述FA夹持夹具13运动。通过设置所述调节旋钮1202可以方便调节所述气缸组件12的气压和所述驱动杆1203的行程，从而根据不同的硅光引擎进行适应性调节。实际中，所述气管接头1201通过气管和电磁阀配套使用，电磁阀通过主控制PC18控制，调节旋钮1202采用滚花调节螺丝，用于调节气缸本体的压力和行程。
如图7所示，在本发明的一个或多个实施例中，所述PCB板夹持夹具14包括内部中空设置且截面呈T型的PCB夹具底座1401、一对蝶形夹片1402、销轴1403、一对第二弹簧1404和一对转轴1405，所述PCB夹具底座1401安装于所述底座1上，所述PCB夹具底座1401的两侧侧壁上分别设置有凹槽，所述一对转轴1405平行间隔设置在所述PCB夹具底座1401内，且所述转轴1405位于对应一侧的所述凹槽内，所述蝶形夹片1402的中部伸入对应一侧的所述凹槽内，且所述蝶形夹片1402的中部套设于对应的所述转轴1405上，所述蝶形夹片1402的上端高于所述PCB夹具底座1401的上端，所述销轴1403贯穿设置在所述PCB夹具底座1401的两侧之间，所述第二弹簧1404的一端与所述销轴1403对应的一端连接，所述第二弹簧1404的另一端与对应的所述蝶形夹片1402的内侧壁抵接。通过所述PCB夹具底座1401对所述PCB板101起到支撑作用，并在所述蝶形夹片1402的作用下完成对所述蝶形夹片1402的夹紧固定，通过所述蝶形夹片1402配合所述销轴1403和弹簧1404可以方便按压所述蝶形夹片1402，实现所述蝶形夹片1402的上端对所述PCB板101的夹紧或松开，操作简单、方便。
自然状态时，一对蝶形夹片1402处于夹紧状态，用手按压两个蝶形夹片1402时，可将蝶形夹片1402的上端张开，在PCB夹具底座1401的上端面并位于两个蝶形夹片1402的上端之间放入PCB板101，松开蝶形夹片1402，即可夹紧PCB板101。
可选地，在本发明的一个或多个实施例中，所述PCB夹具底座1401的上端面设置有多个气孔1406，所述气孔1406与外部负压源连通。通过设置所述气孔1406可以方便与外部负压源连通，从而在所述PCB夹具底座1401的上端面形成负压吸附作用，从而可以辅助PCB板101的定位和固定，避免在后续点胶耦合过程中所述PCB板101发生异位导致耦合精度达不到设定要求。
可选地，在本发明的一个或多个实施例中，所述的硅光引擎组件耦合系统还包括光功率计17，所述外接MT插芯16的其中两个发射通道与光功率计17光路连接。通过设置所述，可以在精调所述发射端FA1021和接收端FA1022的位置和角度之前，通过光功率计17检测的其中两路光信号的光功率损耗值实现对所述发射端FA1021的位置和角度粗调，这样可以大幅度提高调整效率和精度。
本发明还提供了一种所述的硅光引擎组件耦合系统的耦合方法，包括如下步骤：
S1：搭建光路并启动系统，供电装置15为PCB板101供电，所述PCB板101的发射端口1011发出光信号，并经由发射端FA1021穿过MT插芯1023后进入外接MT插芯16；
S2：进入所述外接MT插芯16的光信号分为四路，其中第一路和第四路光信号通过两个发射通道进入所述光功率计17，第二路和第三路光信号通过两个发射通道进入接收通道，并经由所述MT插芯1023进入所述接收端FA1022；
S3：所述主控制PC18控制所述发射端耦合装置夹取所述MT-FA组件102的发射端FA1021，并与所述PCB板101上的发射端口1011初步耦合，以及控制所述接收端耦合装置夹取所述MT-FA组件102的接收端FA1022，并与所述PCB板101上的接收端口1012初步耦合；
S4：所述主控制PC18根据所述光功率计17接收的光信号参数控制所述发射端耦合装置调整所述发射端FA1021的位置和角度，使得所述光功率计17监测的光功率损耗值最小；
S5：所述主控制PC18根据所述源表21的电流大小控制所述接收端耦合装置调整所述接收端FA1022的位置和角度，使得所述源表21的电流值最大；
S6：将所述发射端FA1021与所述发射端口1011点胶固化，将所述接收端FA1022与所述接收端口1012点胶固化，完成硅光引擎组件耦合。
本发明的硅光引擎组件耦合系统的耦合方法，通过FA夹持夹具13可以顺利夹取发射端FA1021和接收端FA1022，接触部位为不锈钢弹片，并且使用气缸控制夹持夹具的夹取与松开，力度和幅度可以精确控制，在保证夹持力度的同时，不会损坏FA，大大提高了发射端FA1021和接收端FA1022的耦合效率和良率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种硅光引擎组件耦合系统，其特征在于：包括工作台(2)、发射端耦合装置、接收端耦合装置和PCB板夹持夹具(14)，所述发射端耦合装置和接收端耦合装置分别设置在所述工作台(2)上，并位于所述工作台(2)的两侧，所述PCB板夹持夹具(14)设置在所述工作台(2)上，并位于所述发射端耦合装置和接收端耦合装置之间，待耦合的光引擎组件(1)设置在所述PCB板夹持夹具(14)的上端，所述待耦合的光引擎组件(1)包括PCB板(101)和MT-FA组件(102)，所述发射端耦合装置用于夹取所述MT-FA组件(102)的发射端FA(1021)，并与所述PCB板(101)上的发射端口(1011)耦合，所述接收端耦合装置用于夹取所述MT-FA组件(102)的接收端FA(1022)，并与所述PCB板(101)上的接收端口(1012)耦合，所述发射端FA(1021)和接收端FA(1022)分别与所述PCB板(101)上的MT插芯(1023)上的接收通道和发射通道光路连接，所述MT插芯(1023)与外接MT插芯(16)耦合，所述外接MT插芯(16)的其中两个发射通道与两个接收通道光路连接，所述PCB板(101)上的电路连接端口(1013)分别与供电装置(15)和源表(21)电连接，所述源表(21)与主控制PC(18)电连接，所述主控制PC(18)分别与所述发射端耦合装置和接收端耦合装置电连接。
2.根据权利要求1所述的硅光引擎组件耦合系统，其特征在于：所述发射端耦合装置和接收端耦合装置均包括耦合底座(3)、多维调节组件和FA夹持组件，所述耦合底座(3)设置在所述工作台(2)上对应的一侧，所述多维调节组件安装于对应的所述耦合底座(3)上，两组所述多维调节组件彼此靠近的一端分别安装有所述FA夹持组件，所述FA夹持组件用于夹取所述发射端FA(1021)并与所述接收端口(1012)对准，或用于夹取所述接收端FA(1022)，并与所述接收端口(1012)耦合，所述多维调节组件和FA夹持组件分别与所述主控制PC(18)电连接。
3.根据权利要求2所述的硅光引擎组件耦合系统，其特征在于：所述FA夹持组件包括连接夹具(11)、气缸组件(12)和用于夹取所述发射端FA(1021)或接收端FA(1022)的FA夹持夹具(13)，所述连接夹具(11)设置在所述多维调节组件的驱动末端，所述气缸组件(12)设置在所述连接夹具(11)上，所述气缸组件(12)与所述主控制PC(18)电连接，所述FA夹持夹具(13)设置在所述气缸组件(12)的驱动端，所述多维调节组件可驱动所述连接夹具(11)带动所述气缸组件(12)以及FA夹持夹具(13)进行位置和角度调节。
4.根据权利要求3所述的硅光引擎组件耦合系统，其特征在于：所述FA夹持夹具(13)包括第一FA夹具本体(1301)和第二FA夹具本体(1302)，所述第一FA夹具本体(1301)和第二FA夹具本体(1302)的中部通过销钉(1303)转动连接，所述第一FA夹具本体(1301)和第二FA夹具本体(1302)的上部之间设置有第一弹簧(1305)，所述第一FA夹具本体(1301)或第二FA夹具本体(1302)的内侧壁上设置有限位销钉(1304)，所述第一弹簧(1305)的一端套设于所述限位销钉(1304)上，并与所述第一FA夹具本体(1301)或第二FA夹具本体(1302)的内侧壁连接，所述第一弹簧(1305)的另一端与所述第二FA夹具本体(1302)或第一FA夹具本体(1301)的内侧壁连接，所述第一FA夹具本体(1301)和第二FA夹具本体(1302)的下端分别设置有柔性弹片，所述气缸组件(12)的驱动端与所述第一FA夹具本体(1301)或第二FA夹具本体(1302)的外侧壁上部抵接。
5.根据权利要求3所述的硅光引擎组件耦合系统，其特征在于：所述气缸组件(12)包括气缸本体、设置在所述气缸本体上并与外部气压源连通的两个气管接头(1201)、设置在所述气缸本体上并用于调节压力和形成的调节旋钮(1202)和驱动杆(1203)，所述驱动杆(1203)与所述FA夹持夹具(13)连接，所述主控制PC与所述气缸本体电连接，并可驱动所述驱动杆(1203)带动所述FA夹持夹具(13)运动。
6.根据权利要求1所述的硅光引擎组件耦合系统，其特征在于：所述PCB板夹持夹具(14)包括内部中空设置且截面呈T型的PCB夹具底座(1401)、一对蝶形夹片(1402)、销轴(1403)、一对第二弹簧(1404)和一对转轴(1405)，所述PCB夹具底座(1401)安装于所述工作台(2)上，所述PCB夹具底座(1401)的两侧侧壁上分别设置有凹槽，所述一对转轴(1405)平行间隔设置在所述PCB夹具底座(1401)内，且所述转轴(1405)位于对应一侧的所述凹槽内，所述蝶形夹片(1402)的中部伸入对应一侧的所述凹槽内，且所述蝶形夹片(1402)的中部套设于对应的所述转轴(1405)上，所述蝶形夹片(1402)的上端高于所述PCB夹具底座(1401)的上端，所述销轴(1403)贯穿设置在所述PCB夹具底座(1401)的两侧之间，所述第二弹簧(1404)的一端与所述销轴(1403)对应的一端连接，所述第二弹簧(1404)的另一端与对应的所述蝶形夹片(1402)的内侧壁抵接。
7.根据权利要求6所述的硅光引擎组件耦合系统，其特征在于：所述PCB夹具底座(1401)的上端面设置有多个气孔(1406)，所述气孔(1406)与外部负压源连通。
8.根据权利要求1-7任一项所述的硅光引擎组件耦合系统，其特征在于：还包括光功率计(17)，所述外接MT插芯(16)的其中两个发射通道与光功率计(17)光路连接。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的硅光引擎组件耦合系统的耦合方法，其特征在于，包括如下步骤：
搭建光路并启动系统，供电装置(15)为PCB板(101)供电，所述PCB板(101)的发射端口(1011)发出光信号，并经由发射端FA(1021)穿过MT插芯(1023)后进入外接MT插芯(16)；
进入所述外接MT插芯(16)的光信号分为四路，其中第一路和第四路光信号通过两个发射通道进入光功率计(17)，第二路和第三路光信号通过两个发射通道进入接收通道，并经由所述MT插芯(1023)进入所述接收端FA(1022)；
所述主控制PC(18)控制所述发射端耦合装置夹取所述MT-FA组件(102)的发射端FA(1021)，并与所述PCB板(101)上的发射端口(1011)初步耦合，以及控制所述接收端耦合装置夹取所述MT-FA组件(102)的接收端FA(1022)，并与所述PCB板(101)上的接收端口(1012)初步耦合；
根据所述光功率计(17)接收的光信号参数粗调所述发射端耦合装置粗调所述发射端FA(1021)的位置和角度，使得所述光功率计(17)监测的光功率损耗值位于预设范围内；
所述主控制PC(18)根据所述光功率计(17)接收的光信号参数控制所述发射端耦合装置调整所述发射端FA(1021)的位置和角度，使得所述光功率计(17)监测的光功率损耗值最小；
所述主控制PC(18)根据所述源表(21)的电流大小控制所述接收端耦合装置调整所述接收端FA(1022)的位置和角度，使得所述源表(21)的电流值最大；
将所述发射端FA(1021)与所述发射端口(1011)点胶固化，将所述接收端FA(1022)与所述接收端口(1012)点胶固化，完成硅光引擎组件耦合。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410710364.2A CN118671892B (zh) | 2024-06-03 | 2024-06-03 | 一种硅光引擎组件耦合系统及测试方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410710364.2A CN118671892B (zh) | 2024-06-03 | 2024-06-03 | 一种硅光引擎组件耦合系统及测试方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN118671892A CN118671892A (zh) | 2024-09-20 |
| CN118671892B true CN118671892B (zh) | 2024-12-06 |
Family
ID=92718271
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202410710364.2A Active CN118671892B (zh) | 2024-06-03 | 2024-06-03 | 一种硅光引擎组件耦合系统及测试方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN118671892B (zh) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109752805A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-05-14 | 中南大学 | 一种蝶形半导体激光器自动耦合封装方法 |
| CN113820802A (zh) * | 2021-11-22 | 2021-12-21 | 西安奇芯光电科技有限公司 | Cwdm耦合装置 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3021001A1 (de) * | 1980-05-30 | 1981-12-03 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Kopplungseinrichtung fuer einen oder mehrere lichtwellenleiter |
| FR2655161B1 (fr) * | 1989-11-30 | 1992-12-24 | Cit Alcatel | Dispositif a double couplage optique, notamment pour systeme de transmission a fibres optiques. |
| CN115008047B (zh) * | 2020-12-09 | 2024-05-17 | 大连优欣光科技股份有限公司 | 多维调整机构、自动耦合装置以及相关方法 |
| CN218037452U (zh) * | 2022-06-30 | 2022-12-13 | 昂纳信息技术（深圳）有限公司 | 一种tosa耦合设备 |
| CN116107042A (zh) * | 2022-11-11 | 2023-05-12 | 江苏铌奥光电科技有限公司 | 一种用于光引擎封装的阵列透镜耦合设备及方法 |
| CN115808672A (zh) * | 2022-12-15 | 2023-03-17 | 光为科技(广州)有限公司 | dToF激光雷达测距机芯的耦合方法 |
| CN116774365B (zh) * | 2023-08-17 | 2023-11-10 | 镭神技术（深圳）有限公司 | 双光纤阵列同时耦合封装组件、设备及方法 |
-
2024
- 2024-06-03 CN CN202410710364.2A patent/CN118671892B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109752805A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-05-14 | 中南大学 | 一种蝶形半导体激光器自动耦合封装方法 |
| CN113820802A (zh) * | 2021-11-22 | 2021-12-21 | 西安奇芯光电科技有限公司 | Cwdm耦合装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN118671892A (zh) | 2024-09-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109061807B (zh) | 一种用于光子芯片的光纤引出方法 | |
| CN113514082B (zh) | 微半球谐振陀螺结构装配夹具、装配系统及装配方法 | |
| CN118671892B (zh) | 一种硅光引擎组件耦合系统及测试方法 | |
| CN110488443B (zh) | 滤光件自动贴装装置 | |
| CN108873183B (zh) | 一种具有二维姿态调节功能的刚柔混合型光纤夹具 | |
| JPS6151764B2 (zh) | ||
| CN112764176A (zh) | 一种空间光路的透镜精准对准及固定一体耦合装置 | |
| CN209895036U (zh) | 有源光器件耦合设备 | |
| CN205263364U (zh) | 一种光模块无源耦合对准装置 | |
| CN102248746B (zh) | 位置保持装置 | |
| CN103995325A (zh) | 光收发模块 | |
| CN112505852A (zh) | 一种硅基芯片调节装置、耦合装置及耦合方法 | |
| JP3369085B2 (ja) | 光ファイバ・ガイド部材の固定方法 | |
| CN111468829A (zh) | Coc光纤自动耦合封装设备 | |
| CN113301739B (zh) | 一种可调节电源板模组 | |
| CN214122532U (zh) | 一种空间光路的透镜精准对准及固定一体耦合装置 | |
| CN112433307A (zh) | 一种新型四件式光纤耦合对准台及其使用方法 | |
| CN220874816U (zh) | 一种基于视觉定位的耦合贴装设备 | |
| JP2021189398A (ja) | 光導波路接続方法及び光導波路接続装置 | |
| CN222030142U (zh) | 保压固化装置 | |
| CN117420642A (zh) | 一种多芯光纤lc非标连接器角度自动对准装置及方法 | |
| CN216116672U (zh) | 一种适用于晶圆Bar条对光工序吸附夹具 | |
| CN222461767U (zh) | 一种光阑调节装置 | |
| CN220611170U (zh) | 一种用于可调光衰减器封装工艺的夹具 | |
| CN220795525U (zh) | 一种光纤耦合/对接装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |