激光測試系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種激光測試系統，用以解決傳統的測試系統所存在的測量效率低下、且準確度不高的問題。該激光測試系統，包括：光源發生裝置、第一光分束器、多個第一被測器件以及測試控制裝置；其中，光源發生裝置，用于產生激光光源；第一光分束器，與光源發生裝置相連，用于將激光光源分為多個第一激光光束；各個第一被測器件的輸入端分別對準一個第一激光光束，并且，各個第一被測器件的電源端通過多路電源開關與供電電源相連，各個第一被測器件的輸出端通過多路射頻開關與測試控制裝置相連；并且，激光測試系統進一步包括：用于根據測試控制裝置的控制對箱內溫度進行調節的高低溫箱，且第一光分束器以及第一被測器件置于高低溫箱內。
【專利說明】
激光測試系統
技術領域
[0001 ]本發明涉及光電測試領域，特別涉及一種激光測試系統。
【背景技術】
[0002]激光探測器能夠實現光電轉換，通過測試電信號的相關參數可以確定光信號的相關參數，例如光功率等指標。激光探測器測量的光信號的相關參數隨溫度變化而變化。因此，通過測量光電信號的響應度、響應時間、噪聲、飽和光功率等指標在不同溫度下的變化率能夠評估高低溫工作性能。
[0003]目前，為了測量光信號在不同溫度下的相關參數，需要分別測量高溫、低溫、常溫等各種溫度條件下的相關參數。例如，先通過人工操作的方式測量光信號在第一溫度下的相關參數，然后，再通過人工操作的方式測量光信號在第二溫度下的相關參數，依此類推，需要人工操作多次才能完成測量過程，測量效率低下，耗費人力成本較高。而且，當一次測量多路光信號時，各路光信號之間容易發生串擾現象，從而影響測量的準確度。
【發明內容】
[0004]本發明提供了一種激光測試系統，用以解決現有技術中的測試系統所存在的測量效率低下、且測試準確度不高的問題。
[0005]本發明提供了一種激光測試系統，包括:光源發生裝置、第一光分束器、多個第一被測器件以及測試控制裝置;其中，光源發生裝置，用于產生激光光源;第一光分束器，與光源發生裝置相連，用于將激光光源分為多個第一激光光束;各個第一被測器件的輸入端分別對準一個第一激光光束，并且，各個第一被測器件的電源端通過多路電源開關與供電電源相連，各個第一被測器件的輸出端通過多路射頻開關與測試控制裝置相連;并且，激光測試系統進一步包括:用于根據測試控制裝置的控制對箱內溫度進行調節的高低溫箱，且第一光分束器以及第一被測器件置于高低溫箱內。
[0006]可選地，進一步包括:第一測試電路板和測試夾具；其中，第一測試電路板包括用于固定多個第一被測器件的測試區域，則多個第一被測器件通過測試夾具固定在測試區域內。
[0007]可選地，第一測試電路板上進一步包括用于設置濾波電路的濾波區域，濾波區域內設置有多個與第一被測器件一一對應的濾波電路，則各個第一被測器件的輸出端通過多路射頻開關以及與該第一被測器件對應的濾波電路與測試控制裝置相連，其中，各個濾波電路用于對與該濾波電路相連的第一被測器件的輸出信號進行濾波。
[0008]可選地，多路電源開關中的每一路開關分別對應于一個第一被測器件的電源端，多路射頻開關中的每一路開關分別對應于一個第一被測器件的輸出端。
[0009]可選地，進一步包括:與光分束器相連的光功率計，用于監測光分束器輸出的至少一個第一激光光束的功率值。
[0010]可選地，光源發生裝置進一步包括:光學平臺以及位于光學平臺上的光源和光衰減器。
[0011 ]可選地，測試控制裝置進一步包括:計算機和示波器，其中，示波器的輸入端通過多路射頻開關與各個第一被測器件的輸出端相連，用于顯示第一被測器件的輸出信號的相關參數;計算機與示波器以及多個第一被測器件分別相連，用于對多個第一被測器件的輸出信號進行控制和計算。
[0012]可選地，進一步包括:第二光分束器以及多個第二被測器件，其中，第二光分束器與光源發生裝置相連，用于將光源發生裝置產生的激光光源分為多個第二激光光束;各個第二被測器件的輸入端分別對準各個第二激光光束，各個第二被測器件的電源端與供電電源相連，各個第二被測器件的輸出端與測試控制裝置相連。
[0013]可選地，進一步包括:控制開關，用于控制光源發生裝置與第一光分束器連通，且與第二光分束器斷開;或者，控制光源發生裝置與第二光分束器連通，且與第一光分束器斷開。
[0014]可選地，第一被測器件為光探測器。
[0015]在本發明提供的激光測試系統中，一方面，通過光分束器將激光光源分束為多個激光光束，并通過測試控制裝置對多路光信號的溫度、通斷進行控制，從而實現了自動化測量多路光信號的效果，提高了測量效率。另一方面，通過多路電源開關以及多路射頻開關分別控制各個被測器件的通斷電以及信號通斷，由于各個被測器件能夠獨立通斷，使各路光電信號能夠分別傳輸，且多路電源開關以及多路射頻開關本身具有隔離各路信號的作用，所以，能夠顯著降低信號間的串擾現象，提高了整個測試系統的抗干擾能力，增加了測試的準確度。
【附圖說明】
[0016]圖1示出了本發明實施例提供的激光測試系統的一種結構示意圖；
[0017]圖2示出了本發明一個具體實施例提供的激光測試系統的結構圖；
[0018]圖3示出了本發明一個具體實施例提供的激光測試系統中的部分部件的示意圖；
[0019]圖4示出了本發明實施例提供的激光測試系統的工作流程示意圖；
[0020]圖5示出了本發明實施例提供的激光測試系統中的系統固有延遲標定示意圖；
[0021 ]圖6示出了本發明實施例提供的激光測試系統的軟件界面圖。
【具體實施方式】
[0022]為充分了解本發明之目的、特征及功效，借由下述具體的實施方式，對本發明做詳細說明，但本發明并不僅僅限于此。
[0023]本發明提供了一種激光測試系統，可以解決現有技術中的測試系統所存在的測量效率低下、且測試準確度不高的問題。
[0024]圖1示出了本發明實施例提供的激光測試系統的一種結構示意圖。如圖1所示，該激光測試系統包括:光源發生裝置10、第一光分束器20、多個第一被測器件30以及測試控制裝置40。其中，光源發生裝置10，用于產生激光光源;第一光分束器20，與光源發生裝置10相連，用于將激光光源分為多個第一激光光束;各個第一被測器件30的輸入端分別對準一個第一激光光束，并且，各個第一被測器件30的電源端通過多路電源開關50與供電電源60相連，各個第一被測器件30的輸出端通過多路射頻開關70與測試控制裝置40相連;并且，激光測試系統進一步包括:用于根據測試控制裝置的控制對箱內溫度進行調節的高低溫箱80，且第一光分束器20以及第一被測器件30置于高低溫箱80內。
[0025]由此可見，在本發明提供的激光測試系統中，一方面，通過光分束器將激光光源分束為多個激光光束，并通過測試控制裝置對多路光信號的溫度、通斷進行控制，從而實現了自動化測量多路光信號的效果，提高了測量效率。另一方面，通過多路電源開關以及多路射頻開關分別控制各個被測器件的通斷電以及信號通斷，由于各個被測器件能夠獨立通斷，使各路光電信號能夠分別傳輸，且多路電源開關以及多路射頻開關本身具有隔離各路信號的作用，所以，能夠顯著降低信號間的串擾現象，提高了整個測試系統的抗干擾能力，增加了測試的準確度。
[0026]圖2示出了本發明一個具體實施例提供的激光測試系統的結構圖。如圖2所示，光源101和光衰減器102共同構成上文提到的光源發生裝置。在具體實施時，可以將光源101和光衰減器102放在定制的光學平臺上面，以減小振動對光質量的影響，如圖3所示。具體地，光源101用于產生激光光源，光衰減器102用于對光源101產生的激光光源進行衰減處理，以便對輸入光信號的功率大小進行精確控制，使最終入射到被測器件內的輸入光信號的功率大小符合測試要求。
[0027]從圖2中可以看出，從光衰減器102發出的輸入光信號既可以輸入到常溫測試部件中進行常溫下的光信號測量，也可以輸入到高低溫測試部件中進行高低溫下的光信號測量。具體地，通過控制開關可以選擇進行常溫測量或高低溫測量。例如，當控制開關位于上方時能夠進行常溫測量；當控制開關位于下方時能夠進行高低溫測量。另外，在本發明其他實施例中，也可以不設置控制開關，從光衰減器102發出的光信號一部分輸入到常溫測試部件中進行常溫下的光信號測量，另一部分輸入到高低溫測試部件中進行高低溫下的光信號測量，從而同時實現常溫以及高低溫的測試。
[0028]下面先介紹一下常溫測試部件的具體工作原理。常溫測試部件具體包括:第二光分束器91、小光斑系統93、第二被測器件94以及常溫測試工裝95。從光衰減器102發出的光信號輸入到第二光分束器91，由第二光分束器91進行分束處理，從而將激光光源平均分配為多個激光光束，由激光光束構成的激光信號經由小光斑系統93送入第二被測器件94。第二被測器件94設置在常溫測試工裝95內。其中，常溫測試工裝95主要包括測試電路板以及測試夾具等，用以實現被測器件的固定及電氣連接。由此可見，第二被測器件94的輸入端用于接收輸入光信號，輸出端與示波器402相連，用于將輸出電信號傳輸到示波器402進行參數監測。
[0029]接下來，再介紹一下高低溫測試部件的具體工作原理。高低溫測試部件包括:高低溫箱80以及位于高低溫箱80內部的第一光分束器20、第一被測器件30、高低溫測試工裝301等。從光衰減器102發出的光信號由光纖引入高低溫箱80并通過特定夾具固定，以便傳輸到第一光分束器20，由第一光分束器20進行分束處理，從而將激光光源平均分配為多個激光光束。多個第一被測器件30設置在高低溫測試工裝301上。具體地，高低溫測試工裝301主要包括測試電路板以及測試夾具等，用以實現第一被測器件30的固定及電氣連接。其中，高低溫測試工裝301內的測試電路板包括用于固定多個第一被測器件30的測試區域，且多個第一被測器件30通過測試夾具固定在該測試區域內。具體實現時，該測試區域可以設置為多個凹陷的可插入區域，以便將各個被測器件分別插入一處凹陷的可插入區域內，并通過光纖耦合器進行可靠耦合，以使各個被測器件分別對準一束激光光束，從而實現被測器件入射光功率的準確定標。
[0030]另外，為了能夠分別對各個被測器件進行控制，在圖2所示的測試系統中進一步包括多路電源開關50。其中，多路電源開關50包括多個與第一被測器件30—一對應的獨立開關，每一獨立開關能夠單獨控制一個第一被測器件30。具體實現時，每一獨立的電源開關的一端與供電電源60相連，另一端與一個第一被測器件的電源端相連(具體實現時可以通過高低溫測試工裝內的測試電路板與第一被測器件相連)。通過多路電源開關50能夠分別對各個第一被測器件進行獨立供電。除此之外，在圖2所示的測試系統中還進一步包括多路射頻開關70。其中，多路射頻開關70包括多個與被測器件對應的獨立開關，每一獨立開關能夠單獨控制一個被測器件。具體實現時，每一獨立的射頻開關的一端與被測器件的輸出端相連，另一端與示波器相連，從而控制是否將相應被測器件的輸出信號傳輸至示波器，以實現輸出信號幅度、時間等參數的準確測量。通過多路射頻開關70能夠分別控制各個被測器件實現獨立的信號傳輸。具體實施時，為了便于操作，可以直接將測試電路板上的測試區域設置為與多路電源開關50以及多路射頻開關70分別相連，以使被測器件插入測試區域后即可實現與多路電源開關50以及多路射頻開關70的電氣連接，從而簡化操作過程。
[0031]由此可見，通過上述的多路電源開關50和多路射頻開關70能夠使各個被測器件所對應的各個光電通路相互隔離并獨立控制，從而最大程度避免了通道間的信號串擾現象，提升了測試準確度。另外，為了進一步提升測試準確度，在本發明中，還可以進一步在測試電路板上設置濾波區域，該濾波區域內設置有多個與第一被測器件30—一對應的濾波電路，則各個第一被測器件30的輸出端通過多路射頻開關以及與該第一被測器件對應的濾波電路與示波器相連，其中，各個濾波電路用于對與該濾波電路相連的第一被測器件的輸出信號進行濾波。具體實現時，每個被測器件可以先連接到多路射頻開關，然后再通過多路射頻開關連接到對應的濾波電路，進而由濾波電路與示波器相連;每個被測器件也可以先連接到對應的濾波電路，然后再通過濾波電路連接到多路射頻開關，進而由多路射頻開關與示波器相連。總之，本發明對具體細節不作限定，只要能夠實現分別對各個被測器件的輸出信號進行單獨地濾波處理的效果即可。為了便于操作，可以在測試電路板上預先將測試區域設置為與濾波電路以及多路射頻開關相連，以使被測器件插入測試區域后即可實現通過多路射頻開關70以及濾波電路與示波器相連的目的，從而簡化操作過程。
[0032]通過為每一路輸出信號設置單獨的濾波電路，能夠更加有效的減少通道間的串擾問題。
[0033]另外，為了消除射頻線纜從高低溫箱內輸出的寄生影響，還可根據被測器件的實際情況，在測試電路板上進行驅動補償設計。而且，在測試電路板上通常還設計有安裝孔以及光纖固定孔等，以保證光路傳輸的穩定性。具體實現時，測試電路板可以通過PCB(Printed Circuit Board，印刷電路板)等多種方式實現。
[0034]介紹完常溫測試部件以及高低溫測試部件后，接下來介紹測試控制裝置，通過測試控制裝置能夠對常溫測試部件和/或高低溫測試部件輸出的電信號進行控制、測量以及計算等處理，以便得出測試結果。具體地，測試控制裝置包括圖2中的示波器402、計算機401以及操作盒403。其中，示波器402分別與各個被測器件的輸出端相連，用于接收各個被測器件輸出的電信號，并顯示對應的波形及參數。計算機401與示波器402以及各個被測器件分別相連，用于對示波器以及被測器件進行控制、計算。操作盒403與計算機401相連，主要用于容納相關外部設備。
[0035]圖3示出了上述測試系統中的部分部件的示意圖。如圖3所示，在光學平臺上放置有光源和光衰減器。光衰減器輸出的光信號通過光纖傳輸到高低溫箱內。在高低溫箱內進一步設置有高低溫測試工裝，以及位于高低溫測試工裝之上的被測器件(圖中以DUT表示)。被測器件通過100路光纖(圖中以多路光纖表示)與放置在光線固定架上的光分束器相連。被測器件通過線纜與機柜相連，在機柜內部進一步包含計算機、示波器、多路開關以及電源。
[0036]在該測試系統中，示波器、光源、光衰減器、電源、高低溫箱均采用可編程設備實現，因此，整個測試系統能夠由計算機和上位機軟件進行自動控制，完成被測器件的響應度、響應時間、噪聲、飽和光功率等指標的自動測試。
[0037]另外，在測試系統中還進一步包括光功率計92，該光功率計92與第二光分束器91相連，用于監測第二光分束器91的光功率是否滿足預設值。當然，該光功率計92還可以進一步與第一光分束器20相連，用于監測第一光分束器20的光功率是否滿足預設值。光功率計可以監測光分束器發出的至少一束光的功率值，以實現光路穩定性監控，從而有效提高輸入光檢測精度。
[0038]介紹完測試系統的具體結構之后，接下來介紹測試系統的具體工作流程。在進行測試之前需要完成的準備性工作如下:首先，將被測器件插入測試電路板，并將光纖耦合器與被測器件可靠耦合，然后，連接電源開關插座，并依次連接好被測器件的高速信號輸出線纜。圖4示出了本發明實施例提供的激光測試系統的工作流程示意圖。如圖4所示，在準備性工作完成之后，首先，系統上電先進行自檢，如果有故障先進行故障排除直到自檢正常。然后，設置相關參數，具體包括:示波器通道參數、激光器的脈寬與重頻、電源電壓、高低溫測試參數(包括器件編號、測試溫度、保溫時間等參數)；接下來，等到激光光源穩定、且高低溫箱達到設定溫度并保持規定時間時，點擊測試軟件進行測試，在測試過程中，通過上位機的控制，測試系統按照設計的供電順序、信號輸出順序依次完成被測器件的響應度、響應時間、噪聲、飽和光功率等參數測試，并完成相關數據輸出形成測試報告，直到該批器件測試結束，電源斷電；最后，更換下一批器件直到所有批次都測試完畢。
[0039]通過上述過程即可實現被測器件的自動化測試，且最大程度地消除各路通道間的串擾現象，提升測試準確度。其中的被測器件可以是光探測器。
[0040]另外，由于任何電子元器件都存在一定的延遲特性，因此，為了降低系統延遲對測量結果的影響。本發明中還可以對系統的固有延遲進行標定，以便在計算測量結果時考慮固有延遲的影響，從而使測量結果盡可能地準確。圖5示出了系統固有延遲標定示意圖。由于光路和電路的傳輸損耗，系統固有延遲時間包括光延遲和點延遲兩個部分。將光源產生的光同步信號接入示波器的CHl通道，然后，光源產生的光脈沖通過標準快速光敏管把輸出信號接入示波器CH2通道。通過讀取CHl和CH2之間的延遲時間得到系統固有延遲時間。通過對系統固有延遲時間進行測量能夠進一步提升測試結果的準確度。
[0041]圖6示出了高低溫測試系統的軟件界面圖。其中，包括參數設置、系統狀態、被測器件指標實時顯示、測試結果和控制按鍵5個模塊。參數設置模塊可以設置測試溫度、器件供電電壓、激光脈寬和重頻等參數;系統狀態模塊可以實時顯示當前溫箱溫度、當前測試通道以及系統工作狀態等信息;被測器件指標實時顯示模塊可以實時顯示當前被測器件的延遲時間、響應時間、電壓響應度、NEP、飽和輸入光功率和工作波長等參數;測試結果模塊可以實時顯示已測器件總數以及合格和不合格的器件數;控制按鍵模塊主要用于系統的開始、暫停/繼續、停止、返回和查看本次結果等功能的控制。
[0042]綜上，本發明通過巧妙的工裝設計以及合理的光電測試設備搭配可以完成單元、象限類激光探測器的高、常、低溫光電性能參數(響應時間、延遲時間、電壓響應度、NEP等)測試，并實現測試數據的自動采集、處理、保存。本發明采用光分束器、多路射頻開關和多路電源開關對測試通道間的光/電信號進行獨立隔離，降低通道間的高速信號串擾問題，并可以通過控制計算機上位機軟件同時對多個激光探測器進行光電參數自動測試。最后該系統適用于大批量光電器件測試領域，并有效提高測試精度、效率，降低工作量。
[0043]在傳統的集中供電式的光電測試系統中，當多器件同時測試時，由高速信號從高低溫箱內向外傳輸時，極易產生通道間的測試串擾問題，降低測試準確性。而且，在傳統方式中，測試過程的操作、數據采集和記錄由人工完成，導致測試結果受人工影響較大，不但耗時且容易出現失誤。本發明中的測試系統為多通道抗干擾高速激光探測器高低溫測試系統，能夠分別對激光光源、供電電源和輸出信號進行獨立隔離處理，并在測試工裝上對每一路信號都進行單獨的電路濾波可有效減少通道間串擾問題，并且上位機軟件可以自動控制光源、光分束器、光衰減器、示波器、多路開關等設備以進行自動測試。既可以避免多器件同時測量時的串擾、干擾等問題，同時可以極大的節省人工并避免人工操作引起的失誤。另夕卜，整個系統的運行穩定性及數據可靠性較高。
[0044]本領域技術人員可以理解，雖然上述說明中，為便于理解，對方法的步驟采用了順序性描述，但是應當指出，對于上述步驟的順序并不作嚴格限制。
[0045]本領域普通技術人員可以理解實現上述實施例方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關的硬件來完成，該程序可以存儲于一計算機可讀取存儲介質中，如:R0M/RAM、磁碟、光盤等。
[0046]還可以理解的是，附圖或實施例中所示的裝置結構僅僅是示意性的，表示邏輯結構。其中作為分離部件顯示的模塊可能是或者可能不是物理上分開的，作為模塊顯示的部件可能是或者可能不是物理模塊。
[0047]顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和范圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
【主權項】
1.一種激光測試系統，其特征在于，包括:光源發生裝置、第一光分束器、多個第一被測器件以及測試控制裝置;其中， 光源發生裝置，用于產生激光光源； 第一光分束器，與光源發生裝置相連，用于將激光光源分為多個第一激光光束； 各個第一被測器件的輸入端分別對準一個第一激光光束，并且，各個第一被測器件的電源端通過多路電源開關與供電電源相連，各個第一被測器件的輸出端通過多路射頻開關與測試控制裝置相連； 并且，激光測試系統進一步包括:用于根據測試控制裝置的控制對箱內溫度進行調節的高低溫箱，且第一光分束器以及第一被測器件置于高低溫箱內。2.根據權利要求1的激光測試系統，其特征在于，進一步包括:第一測試電路板和測試夾具； 其中，第一測試電路板包括用于固定多個第一被測器件的測試區域，則多個第一被測器件通過測試夾具固定在測試區域內。3.根據權利要求2的激光測試系統，其特征在于，第一測試電路板上進一步包括用于設置濾波電路的濾波區域，濾波區域內設置有多個與第一被測器件--對應的濾波電路，則各個第一被測器件的輸出端通過多路射頻開關以及與該第一被測器件對應的濾波電路與測試控制裝置相連，其中，各個濾波電路用于對與該濾波電路相連的第一被測器件的輸出信號進行濾波。4.根據權利要求1-3任一的激光測試系統，其特征在于，多路電源開關中的每一路開關分別對應于一個第一被測器件的電源端，多路射頻開關中的每一路開關分別對應于一個第一被測器件的輸出端。5.根據權利要求1的激光測試系統，其特征在于，進一步包括:與光分束器相連的光功率計，用于監測光分束器輸出的至少一個第一激光光束的功率值。6.根據權利要求1的激光測試系統，其特征在于，光源發生裝置進一步包括:光學平臺以及位于光學平臺上的光源和光衰減器。7.根據權利要求1的激光測試系統，其特征在于，測試控制裝置進一步包括:計算機和示波器，其中， 示波器的輸入端通過多路射頻開關與各個第一被測器件的輸出端相連，用于顯示第一被測器件的輸出信號的相關參數； 計算機與示波器以及多個第一被測器件分別相連，用于對多個第一被測器件的輸出信號進行控制和計算。8.根據權利要求1的激光測試系統，其特征在于，進一步包括:第二光分束器以及多個第二被測器件，其中， 第二光分束器與光源發生裝置相連，用于將光源發生裝置產生的激光光源分為多個第二激光光束； 各個第二被測器件的輸入端分別對準各個第二激光光束，各個第二被測器件的電源端與供電電源相連，各個第二被測器件的輸出端與測試控制裝置相連。9.根據權利要求8的激光測試系統，其特征在于，進一步包括:控制開關，用于控制光源發生裝置與第一光分束器連通，且與第二光分束器斷開;或者，控制光源發生裝置與第二光分束器連通，且與第一光分束器斷開。10.根據權利要求1的激光測試系統，其特征在于，第一被測器件為光探測器。
【文檔編號】G01M11/00GK106092510SQ201610383976
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月2日 公開號201610383976.0, CN 106092510 A, CN 106092510A, CN 201610383976, CN-A-106092510, CN106092510 A, CN106092510A, CN201610383976, CN201610383976.0
【發明人】余麗波, 姚志健, 柯尊貴, 孔繁林, 趙旭
【申請人】余麗波, 姚志健, 柯尊貴, 孔繁林, 趙旭