用于光通信器件的测试系统和测试方法与流程

1.本公开主要涉及光纤通信领域，特别涉及一种用于光通信器件的测试系统和测试方法。


背景技术：

2.光通信技术发展日新月异，随着5g通讯时代到来，物联网将得到飞速发展，光纤通信技术将是越来越重要。诸如bosa、rosa、tosa等光通信器件包括各种精密光学器件，在这些精密光学器件在光通信器件内光路耦合完成之后并且在出厂之前需要进行性能测试，以确保光通信器件能够正常工作。
3.在这些性能测试中的重要项目是温度性能测试。光通信器件内的光学器件对于温度非常敏感，很小的温度波动可能足以导致激光波长漂移，并影响光耦合功率，从而影响光通信网络的通信信号的稳定性。在光通信器件用于通信网络中时，光通信器件通常被应用在各种环境场景下，环境温度对光通信器件的操作具有影响。因此，在出厂前需要对光通信器件的性能进行环境测试以确保光通信器件良好的工作。
4.在常规光通信器件性能测试中，通过将光通信器件放入烤箱或冰箱中以模拟环境温度，并进行交替操作烤箱或冰箱来改变温度，进而在相应温度条件下测试光通信器件的性能。为了实现在烤箱和冰箱中无损地将光通信器件与测试系统进行电连接并且确保温度的保温性，这样传统测试系统结构复杂、操作费时费力。存在对传统光通信器件的测试系统进一步改进的需求。


技术实现要素：

5.根据本公开的示例实施例，提出了一种用于光通信器件的测试系统和测试方法，其解决或至少部分解决上述问题中一个或多个。
6.在本公开的第一方面中，提供了一种用于光通信器件的测试系统。测试系统包括：测试平台，包括开拆卸地保持所述光通信器件的夹具，所述光通信器件包括柔性电路板并且以预定的朝向被固定至所述夹具；测试电路板，被固定至所述测试平台并且与所述光通信器件的所述柔性电路板相对地布置；移动组件，包括可移动的压块，所述压块被配置为在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置处，所述压块压制所述柔性电路板和所述测试电路板之间的连接，在所述第二位置处，所述压块远离所述测试平台以释放所述柔性电路板和所述测试电路板之间的连接；以及温度调制系统，包括安装在所述压块上的半导体制冷片，其中所述半导体制冷片被配置为基于所施加的电压而发热或吸热，以调节所述光通信器件所遭受的温度。
7.根据本公开实施例的测试系统，可以低成本简单方式模拟光通信器件所遭受的环境温度并且进行性能测试。
8.在一些实施例中，所述半导体制冷片可被安装至所述压块，以使得在所述测试电路板和所述柔性电路板电连接的状态下，所述半导体制冷片与所述光通信器件的管壳建立
热传递路径。
9.在一些实施例中，所述压块可包括：压制部，在所述第一位置处，所述压制部压制所述柔性电路板和所述测试电路板之间的连接；以及温度传导部，适于安装所述半导体制冷片，在所述第一位置处，所述温度传导部至少部分地与所述光通信器件的管壳接触，以经由至少热传导加热或制冷所述光通信器件的管壳；其中所述温度传导部由热传导性材料制成。
10.在一些实施例中，所述压制部还可包括柔性块，所述柔性块被配置为压制所述柔性电路板和所述测试电路板之间的连接。
11.在一些实施例中，所述柔性块可被配置为与所述温度传导部热绝缘地设置。
12.在一些实施例中，所述压块还可包括：安装在所述压制部上的绝热块；以及安装在所述绝热块的柔性块，所述柔性块压制所述柔性电路板和所述测试电路板之间的连接，所述绝热块由热传导性低于所述热传导性材料的绝热材料制成以使得所述柔性块与所述温度传导部热绝缘。
13.在一些实施例中，所述温度传导部在靠近所述测试平台的一侧可包括用于接纳所述半导体制冷片的接纳槽。
14.在一些实施例中，所述接纳槽的尺寸可被配置为：在所述半导体制冷片被接纳在其中的状态下，所述半导体制冷片邻近所述光通信器件的管壳且不与所述光通信器件的管壳接触。
15.在一些实施例中，所述温度调制系统还可包括温度传感器，所述温度传感器被配置为能够与所述光通信器件的管壳表面接触以感测所述光通信器件的管壳表面的温度。
16.在一些实施例中，所述夹具还可包括布置在所述夹具的侧部或底部的安装槽，所述温度传感器被安装在所述安装槽内。
17.在一些实施例中，在所述光通信器件可包括一对柔性电路板的情况下，所述测试系统还包括用于固定所述测试电路板的固定架，所述固定架在底侧和顶侧开放，以使得所述测试电路板能够在顶侧和底侧分别连接所述一对柔性电路板，其中所述压块被配置为压制所述一对柔性电路板中的信号电路板，所述测试电路板包括用于接纳所述一对柔性电路板中的供电电路板的插槽。
18.在一些实施例中，所述测试系统还可包括支撑梁，所述移动组件被安装至所述支撑梁，所述移动组件为包括推杆的气动致动器，所述压块被附接至所述推杆以根据所述气动致动器的致动而移动。
19.根据本公开的第二方面，提供一种用于光通信器件的测试方法。所述光通信器件包括柔性电路板。测试方法包括：利用夹具保持所述光通信器件；提供测试电路板；利用压块压制所述柔性电路板和所述测试电路板之间的连接；控制施加至安装在所述压块上的半导体制冷片的电压以加热或制冷光通信器件以使得所述光通信器件处于预定温度；以及测试所述光通信器件在所述预定温度下的操作性能。
20.在一些实施例中，测试方法还可包括：在所述压制的同时，利用所述压块形成从所述半导体制冷片到所述光通信器件的热传导路径。
21.在一些实施例中，测试方法还可包括为所述压块提供绝热块，以使得所述压块的压制所述柔性电路板和所述测试电路板之间的连接的部分经由所述绝热块而与所述半导
体制冷片热绝缘。
22.应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
23.结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标注表示相同或相似的元素。
24.图1示出了根据本公开实施例的用于光通信器件的测试系统的立体示意图。
25.图2示出了根据本公开实施例的夹具的结构示意图，其中光通信器件被固定在夹具中。
26.图3示出了根据本公开实施例的夹具的俯视图。
27.图4示出了根据本公开实施例的夹具的结构示意图，其中光通信器件从夹具中移除。
28.图5示出了根据本公开实施例的压块的仰视图。
29.图6示出了根据本公开实施例的压块的爆炸图。
30.图7示出了根据本公开实施例的压块压制测试电路板之前的示意图。
31.图8示出了根据本公开实施例的用于光通信器件的测试方法的流程图。
32.图9示出了根据本公开实施例的测试平台操作状态的示意图，其中压块的压制部与测试电路板接触，压块的温度传导部与光通信器件接触。
33.图10示出了图9所示状态的剖视图。
34.图11示出了图9所示状态的俯视图。
具体实施方式
35.下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。
36.在本公开的实施例的描述中，术语“包括”及其类似用语应当理解为开放性包含，即“包括但不限于”。术语“基于”应当理解为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”或“该实施例”应当理解为“至少一个实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。
37.为了进行光通信器件的性能测试，通常需要将光通信器件放置在例如从-40℃-85℃的温度环境下来进行性能测试。然而，为了满足-40℃的温度条件，通常需要将光通信器件布置在冰箱中，考虑到冰箱操作的环境，这对光通信器件的测试系统的布置提出了极大的挑战。类似地，为了实现85℃的温度条件，通常需要将光通信器件布置在烤箱中，这对光通信器件的测试系统的布置提出了极大的挑战。这是因为，测试系统不仅需要为光通信器件供电，而且还要将光通信器件与光纤进行连接，以实现光信号的传播和检测。因此，在进行性能测试时，不能损坏光通信器件的电气和通信接头。此外，考虑到冰箱环境无法提供烤
箱的环境，为了对光通信器件交替地进行低温（例如-40℃）、常温（例如-25℃）或高温（例如85℃）性能测试，还需要频繁地进行供电线路和光信号的连接和转换，这进一步使得测试系统变得复杂，耗费相当大的精力和时间。
38.针对上述技术问题，根据本公开实施例提供了一种用于光通信器件的测试系统和测试方法，能够以低成本简化的方式实现光通信器件的性能测试，结构简单、易于实施并且具有高效率。下面结合附图详细说明根据本公开实施例的测试系统和测试方法。在图示的实施例中，以光接收组件rosa作为光通信器件的示例说明了根据本公开实施例的发明构思。应当理解，这仅仅是示例性的，根据本公开实施例的发明构思可以应用于任何其他类型的光通信器件。
39.图1示出了根据本公开实施例的用于光通信器件60的测试系统100的立体示意图。如图1所示，测试系统100包括测试平台10、测试电路板30、移动组件50和温度调制系统。
40.测试平台10包括开拆卸地保持光通信器件的夹具20。夹具20可被实现为任何适当的形式，只要能够实现光通信器件的物理保持即可。图2-图4示出根据本公开实施例的夹具的结构示意图。在图2和图3所示的状态下，光通信器件60被放置在夹具20中；在图4所示的状态下，光通信器件60被从夹具20中去除。
41.在一些实施例中，如图2-图4所示，夹具20可包括顶部开口的夹槽27。夹槽27的尺寸被设置成适于与光通信器件60的管壳的形状耦合。由此，可实现光通信器件60的定位和保持。夹具20还可包括顶部开口的插针槽28，光纤的适配器可被布置在插针槽28中以与光通信器件60的光信号耦合插针联接在一起。
42.在一些实施例中，如图2-图3所示，光通信器件60的柔性电路板62可从夹具的一侧突出地延伸，以使得柔性电路板62悬空布置。采用这种布置，可以便于柔性电路板62与其他电气部件的连接。在一些实施例中，双柔性电路板62为单柔性电路板，电回路和信号回路均布置在单个单柔性电路板。在一些实施例中，如图2所示，光通信器件60包括双柔性电路板62a、62b，双柔性电路板62分别用于信号耦合和供电耦合。特别地，可通过位于上侧的第一柔性电路板62a提供电信号耦合。在光通信器件60为光接收组件的情况下，经由光电传感器将光转换成电信号之后，可经由第一柔性电路板62a与信号接收终端耦合。第二柔性电路板62b可与光通信器件60电连接，以向光通信器件60提供电力。
43.测试电路板30被固定至测试平台10并且与光通信器件的柔性电路板60相对地布置。测试电路板30被配置为与光通信器件提供电耦合。例如，在光通信器件为光接收组件的情况下，为了使得光接收组件操作，可经由测试电路板30向光通信器件60的柔性电路板62提供电力。此外，经由光纤所传导进入光通信器件60的信号，可经由柔性电路板62输出至测试电路板30，以进行信号接收和/或显示。类似地，在光通信器件为光发射组件的情况下，为了使得光发射组件操作，可经由测试电路板30向光通信器件60的柔性电路板62提供电力；此外，还向光通信器件60提供光源信号以控制激光器发光，光源信号可经由测试电路板30输出至柔性电路板62，以进行信号发射控制。
44.移动组件50包括可移动的压块40和用于驱动压块的致动器。压块40被配置为朝向或远离光通信器件移动。在压块40靠近光通信器件60的第一位置处，压块40压制柔性电路板60和测试电路板30之间的连接。在压块40远离光通信器件60的第二位置处，压块40远离测试平台10以释放柔性电路板60和测试电路板30之间的连接。由此，在光通信器件60操作
期间，通过释放或者压制柔性电路板60和测试电路板30之间的连接，而能够实现柔性电路板60和测试电路板30电信号的传导。在这种情况下，不需要将柔性电路板60和测试电路板30进行焊接而能够柔性电路板60和测试电路板30之间的可释放电连接。
45.致动器可包括各种实现方式。在一些实施例中，如图1所示，致动器为气动致动器并且可包括气缸50和推杆52，气缸可通过充气或放气来移动推杆52。推杆可与压块固定在一起。由此，可通过致动器来实现压块在第一位置和第二位置之间移动。应当理解，致动器可以实现为气动致动器之外的驱动机构，例如伺服电机等。
46.在一些实施例中，如图1所示，致动器可被安装至支撑梁55，支撑梁55还可通过一对避空支架57而固定至测试平台。如图1所示，支撑梁55可包括第一安装孔，避空支架57包括第二安装孔，测试平台10可包括第三安装孔，第一安装孔、第二安装孔、第三安装孔可对齐并且通过螺钉等紧固件安装在一起。由此，可通过避空支架57方便地提供致动器的移动空间。应当理解，图示的结构仅仅是示例性的，支撑梁55可采用任何其他适当的方式来安装，例如可通过悬臂梁的方式。
47.温度调制系统包括半导体制冷片70。如本领域所熟知的，半导体制冷片70利用半导体材料的珀尔帖效应吸收热量和放出热量。根据本公开实施例的测试系统，可通过在半导体制冷片70和光通信器件的管壳之间创建热传递路径，并且利用半导体制冷片70作为热源，以将所生成的热量传导至光通信器件的管壳上。由此，可方便地利用半导体制冷片70模拟光通信器件所遭受的环境温度。而不必将光通信器件反复地放置在冰箱或烤箱当中。
48.在一些实施例中，如图1所示，半导体制冷片70可被安装至压块40。在这种情况下，半导体制冷片70和光通信器件60的管壳之间热传递路径的建立与测试电路板30和柔性电路板60电连接同步。这可以确保只有在测试电路板30和柔性电路板60之间电连接的情况下，半导体制冷片70和光通信器件60的管壳之间创建热传递路径。
49.在一些实施例中，如图4所示，温度调制系统还可包括温度传感器73。温度传感器73可被配置为能够与光通信器件的管壳表面接触。由此，可通过温度传感器73提供光通信器件的管壳表面温度的计量。温度传感器73由此可提供由半导体制冷片70所提供的热量的反馈。用于可以根据温度传感器73的读数来设置半导体制冷片70的电压，由此以确保半导体制冷片70以期望的方式维持所设定的测试温度。
50.温度传感器73可被安装至夹具的任何适当位置。在一些实施例中，如图4所示，夹具20还包括用于温度传感器73的安装槽25。温度传感器73被安装在安装槽25内并且使得在光通信器件60被夹具保持的状态下，温度传感器73与光通信器件60的管壳表面接触。由此，温度传感器73可可靠地检测光通信器件60的管壳表面的温度。在图4示的实施例中，安装槽25布置在夹具20的底部。安装槽25例如可包括底槽，底槽的形状可与温度传感器73形状耦合，以确保温度传感器73不会掉落。应当理解的是，这仅仅是示例性的，安装槽25可被布置在夹具20的任何其他适当的部分，例如安装槽25可布置在夹具的侧部。在一些实施例中，如图1所示，夹具20可包括底部开口17，以便于温度传感器73的线路布置和安装。
51.在一些实施例中，夹具20可包括一个或多个安装孔23。可通过安装孔23将夹具20固定至测试平台10。
52.图5和图6示出了根据本公开实施例的压块的结构图。在一些实施例中，如图5和图6所示，压块40可包括压制部42和温度传导部44。压制部42是与柔性电路板60和/或测试电
路板30接触的部件。压制部42可选择性地抵接或远离柔性电路板60和/或测试电路板30，以压制或释放柔性电路板60和测试电路板30之间的连接。
53.温度传导部44是用于承载半导体制冷片70并且用于在半导体制冷片70和光通信器件60的管壳接触的部件。在压制部42抵接柔性电路板60和/或测试电路板30的状态下，温度传导部44至少部分地与光通信器件的管壳接触。由此，可以将半导体制冷片70的热量传递至光通信器件的管壳或从光通信器件的管壳吸走热量。在一些实施例中，温度传导部44由热传导性材料制成。这里的术语“热传导性材料”是指具有良好的导热性的材料。由此，经由压块的温度传导部44可实现良好的热传导。
54.半导体制冷片70可以各种方式被安装至压块。在一些实施例中，如图5和图6所示，温度传导部44在靠近测试平台10的一侧可包括用于接纳半导体制冷片70的接纳槽45。半导体制冷片70可被安装在接纳槽45中并且与压块直接热接触。由此，半导体制冷片70的制冷或制热可传递至压块，并且经由压块传导至光通信器件60的管壳。应当理解，这仅仅是示例性的，半导体制冷片70可以任何其他适当的方式被安装至压块40。
55.在一些实施例中，接纳槽45的尺寸被配置为：在半导体制冷片70被接纳在其中的状态下，半导体制冷片70邻近光通信器件的管壳且不与光通信器件的管壳接触。在这种情况下，可以使得光通信器件的管壳被均匀地加热或制冷，以防止半导体制冷片70局部过分加热或制冷光通信器件的管壳，而造成光通信器件损坏。
56.在一些实施例中，如图5所示，压块40还可包括主体部43。压制部42和温度传导部44可从主体部43的一侧突出地延伸。压制部42和温度传导部44之间可形成凹部。在一些实施例中，压制部42和温度传导部44为一体构件。在其他实施例中，压制部42和温度传导部44可以形成为独立构件，并且可被装配在一起。
57.在一些实施例中，压制部42还可包括柔性块46。术语“柔性块”是指具有一定柔性的结构。柔性块46被配置为压制柔性电路板60和测试电路板30之间的连接。在柔性块具有一定柔性的情况下，可以防止压制部的压制而损坏压制柔性电路板60和测试电路板30之间的电触头。在一些实施例中，柔性块可包括硅胶等绝缘柔性材料制成。
58.在一些实施例中，柔性块46被配置为与温度传导部44热绝缘地设置。通过这种绝缘布置，可以阻断从半导体制冷片70到柔性电路板60和测试电路板30之间的连接处的热传导路径。由此，可以防止半导体制冷片70的过高温度的情况下损坏柔性电路板60和测试电路板30的电触头。
59.压制部42可包括各种热传导路径阻断结构。在一些实施例中，如图5和图6所示，压块40可包括安装在压制部42上的绝热块48。柔性块46可通过绝缘块48与安装块42热隔离。柔性块46压制柔性电路板60和测试电路板30之间的连接，绝热块48由热传导性低于热传导性材料的绝热材料制成以使得柔性块46与温度传导部44热绝缘。由此，绝热块48可形成为热传导路径阻断结构。在一些实施例中，绝缘块48可由陶瓷制成。
60.在一些实施例中，如图5和图6所示，主体部42可包括安装孔49。绝热块48可包括适于安装在安装孔49中的凸部和绝热体部，凸部可被安装在安装孔49中，绝热体部的区域可大于或等于柔性块46的区域，并且被布置为使得柔性块46与主体部42完全热隔离。可利用诸如螺钉49等的紧固件，将绝热块48与主体部42紧固在一起。
61.柔性块46可利用各种方式安装至绝热块48。在一些实施例中，如图5和图6所示，绝
缘块48还可包括安装槽47，柔性块可被嵌入到柔性块46中。作为示例，柔性块46可与绝热块卡合。附加地或备选地，柔性块46可被粘贴等被固定至绝热块。
62.在一些实施例中，如图7所示，测试系统100还包括用于固定测试电路板30的固定架32。固定架32在底侧和顶侧开放。这使得测试电路板30能够在顶侧和底侧分别连接柔性电路板。在光通信器件包括一对柔性电路板60的情况下，这特别地有好处。如图7所示（还参考图9），压块40被配置为近在顶侧压制一对柔性电路板60中的信号电路板62a，而不压制供电电路板62b。这种线路压制方法具有好处，特别地能够减少由于压制所产生的信号干扰，从而降低测试性能。在一些实施例中，测试电路板30包括用于接纳供电电路板62b的插槽。由此，位于底侧的供电电路板62b可被直接插接在测试电路板30中。
63.在一些实施例中，如图7所示，固定架32可包括一个或多个安装孔37。由此，可利用螺钉等紧固件而将固定架32固定至测试平台10。应当理解，这仅仅是示例性的，可以用其他任何适当的方式来实现固定架的固定。在一些实施例中，如图7所示，测试电路板30可包括一个或多个安装孔33。由此，可利用螺钉等紧固件而将测试电路板30固定至固定架32。应当理解，这仅仅是示例性的，可以用其他任何适当的方式来实现测试电路板30的固定。
64.根据本公开实施例还提供一种用于光通信器件的测试方法200。如图8所示，在框202处，利用夹具保持光通信器件。在框204处，提供测试电路板。在框206处，利用压块压制柔性电路板和测试电路板之间的连接。在框208处，控制施加至安装在压块上的半导体制冷片的电压以加热或制冷光通信器件以使得光通信器件处于预定温度。在一些情况下，可通过感测光通信器件的管壳表面的温度来确定光通信器件的管壳温度。可基于所感测感测光通信器件的管壳表面的温度来控制施加至安装在压块上的半导体制冷片的电压，以使光通信器件处于预定温度。在框210处，测试光通信器件在预定温度下的操作性能。在一些实施例中，还可包括记录光通信器件的操作性能，并且通过所记录的操作性能判断光通信器件是否满足预定的设计性能。
65.根据本公开实施例的方法和系统，不需要在烤箱和冰箱之间反复地转移光通信器件并且进行相关联的连接，由此可以低成本实施光通信器件的性能测试。
66.在一些实施例中，方法还可包括：在利用压块压制柔性电路板和测试电路板之间的连接的同时，利用压块40形成从半导体制冷片70到光通信器件的热传导路径。
67.在一些实施例中，方法还包括为压块40提供绝热块48，以使得压块40的压制柔性电路板60和测试电路板30之间的连接的部分经由绝热块48而与半导体制冷片70热绝缘。在这种情况下，可以防止来自半导体制冷片70的热损坏电路板。
68.图9-图11示出根据本公开实施例的测试平台操作状态的示意图。如图9-图11所示，夹具20保持光通信器件60。测试电路板30被固定至测试平台，在一些实施例中，可经由固定架32被固定至测试平台。压块40可移动地布置在光通信器件60上方。在图9-图11所示的状态下，压块30的压制部（在图示的实施例中为柔性块46）压制柔性电路板60和测试电路板30之间的连接。在柔性电路板60包括一对电路板的情况下，即信号电路板62a和供电电路板62b，供电电路板62b例如可被插接在测试电路板30的插口中，压块30的压制部仅压制信号电路板62a和测试电路板30之间的连接。由此，可实现光通信器件60的供电和信号传递。
69.半导体制冷片70被安装至安压块40。可通过控制施加至半导体制冷片70的电压，来加热或制冷光通信器件60。由此，可使得光通信器件处于用于模拟环境温度的预定温度
条件下。在图9示的实施例中，温度传感器73可与光通信器件60的管壳表面接触，以检测光通信器件60的管壳表面的温度。基于温度传感器73所感测的温度，可用于控制施加至半导体制冷片70的电压。在光通信器件60的管壳处于预定温度条件下，针对光通信器件进行测试以测试光通信器件在预定温度下的操作性能。
70.此外，虽然采用特定次序描绘了各操作，但是这应当理解为要求这样操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行，或者要求所有图示的操作应被执行以取得期望的结果。在一定环境下，多任务和并行处理可能是有利的。同样地，虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本公开的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实现中。相反地，在单个实现的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实现中。
71.尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。