光模块的温度测试装置的制作方法

1.本技术涉及光模块高低温测试技术领域，具体涉及一种光模块的温度测试装置。


背景技术：

2.光模块是光通信设备中的核心器件，在设备中起到光电信号相互转换的作用。为了满足在室外环境下工作的需求，光模块生产过程中需要对其进行低温环境、常温环境和高温环境下的产品关键参数的测试。
3.目前光模块的温度测试通常采用高低温箱或者热流仪来对模块进行温度控制。然而，采用高低温箱体积大，升降温速度慢。而采用热流仪设备成本高而且需要压缩空气消耗量大，能耗高。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供一种光模块的温度测试装置，旨在提高光模块温度测试的升降温速度的基础上，减小能耗。
5.一方面，本技术提供一种光模块的温度测试装置，温度测试装置应用于待测试的光模块，光模块包括第一光模块面和第二光模块面，所述温度测试装置包括：密封外罩；顶部控温模块和底部控温模块，所述顶部控温模块和底部控温模块位于所述密封外罩内部，所述顶部控温模块位于所述底部控温模块上方，所述顶部控温模块和所述底部控温模块在进行温度测试时位于光模块的两侧；光模块测试板，所述光模块测试板设置于所述密封外罩内，所述光模块测试板上设置有光模块测试接口，光模块测试接口用于插入待测试的光模块，插入的待测试的光模块位于所述顶部控温模块和底部控温模块之间；下压机构，所述下压机构贯穿密封外罩的顶部并与所述顶部控温模块机械连接，所述下压机构用于带动所述顶部控温模块升降，以使得在所述光模块进行温度测试时，所述顶部控温模块和所述底部控温模块夹紧所述光模块，以使所述光模块的第一光模块面与所述顶部控温模块热传导接触，所述光模块的第二光模块面与所述底部控温模块热传导接触。
6.在本技术一些实施方案中，所述顶部控温模块包括第一供电单元和第一控温单元，所述第一控温单元上依次设置有第一隔热板、第一半导体制冷器和第一导热板；所述第一供电单元用于若温度测试为高温测试时，向第一半导体制冷器输入反向电流，以使得所述第一半导体制冷器靠近所述光模块的一侧通过热传导接触对第一导热板升温，直至所述第一导热板上升至目标高温测试温度。
7.在本技术一些实施方案中，所述第一隔热板和所述第一半导体制冷器之间还依次设置有第一加热片和水冷板；所述第一加热片用于在高温测试时，对第一水冷板进行加热。
8.在本技术一些实施方案中，所述第一供电单元还用于若温度测试为低温测试时，
向第一半导体制冷器输入正向电流，以使得第一半导体制冷器靠近所述光模块的一侧通过热传导接触对第一导热板降温，直至所述第一导热板降温至目标低温测试温度；所述第一水冷板用于进行低温冷却液循环，所述低温冷却液用于降低第一半导体制冷器远离所述光模块的一侧的温度。
9.在本技术一些实施方案中，所述底部控温模块上包括第二供电单元和第二控温单元，所述第二控温单元上依次设置有第二隔热板、第二半导体制冷器和第二导热板；所述第二供电单元用于若温度测试为高温测试时，向第二半导体制冷器输入反向电流，以使得所述第二半导体制冷器靠近所述光模块的一侧通过热传导接触对第二导热板升温，直至所述第二导热板上升至目标高温测试温度。
10.在本技术一些实施方案中，所述第二隔热板和所述第二半导体制冷器之间还依次设置有第二加热片和第二水冷板；所述第二加热片用于在高温测试时，对第二水冷板进行加热。
11.在本技术一些实施方案中，所述第二供电单元还用于若温度测试为低温测试时，向第二半导体制冷器输入正向电流，以使得第二半导体制冷器靠近所述光模块的一侧通过热传导接触对第二导热板降温，直至所述第二导热板降温至目标低温测试温度；所述第二水冷板用于进行低温冷却液循环，所述低温冷却液用于降低第二半导体制冷器远离所述光模块的一侧的温度。
12.在本技术一些实施方案中，所述密封外罩上设置有充气口与排气口，所述充气口用于向所述密封外罩内部充入干燥气体，所述排气口用于排出所述密封外罩内的水汽。
13.在本技术一些实施方案中，所述下压机构包括设置于所述密封外罩顶部的气阀，以及在所述密封外罩内部的气缸，所述气阀用于通过所述气缸带动所述顶部控温模块升降。
14.在本技术一些实施方案中，所述密封外罩上设置有操作口，所述温度测试装置还包括光模块托架，所述光模块托架用于将所述光模块从所述操作口插入到所述光模块测试接口上。
15.在本技术一些实施方案中，所述光模块托架的材质包括：聚四氟乙烯。
16.在本技术一些实施方案中，所述光模块托架长度为光模块的长度的两倍。
17.本技术实施例在密封外罩内设置有顶部控温模块和底部控温模块，以实现光模块的两面接触控温，并通过气缸下压机构加紧，保证了光模块上下两面的热传导效率，大大提升了光模块温度测试时的升降温效率，且避免压缩空气导致的高能耗。
附图说明
18.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1是本技术实施例提供的温度测试装置的外表面结构示意图；图2是本技术实施例中提供的温度测试装置的内部结构示意图；图3是本技术实施例中提供的温度测试装置进行温度测试时控温模块和光模块的
局部结构示意图；图4是本技术实施例中提供的光模块托架插入密封外罩内部的温度测试装置的外表面结构示意图。
具体实施方式
20.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
21.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
22.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
23.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
24.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本技术的不同结构。为了简化本技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本技术。此外，本技术可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本技术提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
25.本技术的实施例提供一种光模块的温度测试装置，温度测试装置应用于待测试的光模块，光模块包括第一光模块面和第二光模块面，该温度测试装置包括：密封外罩；设置于密封外罩内的顶部控温模块和底部控温模块，顶部控温模块和底部控温模块在进行温度测试时位于该光模块的两侧；设置于密封外罩内的光模块测试板，光模块测试板上设置有光模块测试接口，光模块测试接口用于插入待测试的光模块，插入的待测试的光模块位于
顶部控温模块和底部控温模块之间；温度测试装置还包括：下压机构，下压机构贯穿密封外罩的顶部并与顶部控温模块机械连接，下压机构用于带动顶部控温模块升降，以使得在光模块进行温度测试时，顶部控温模块和底部控温模块夹紧光模块，以使光模块的第一光模块面与顶部控温模块热传导接触，光模块的第二光模块面与底部控温模块热传导接触。
26.本技术实施例在密封外罩内设置有顶部控温模块和底部控温模块，以实现光模块的两面接触控温，并通过气缸下压机构加紧，保证了光模块上下两面的热传导效率，大大提升了光模块温度测试时的升降温效率，且避免压缩空气导致的高能耗。
27.下面结合图1至图3对本技术实施例的温度测试装置的实现细节进行具体的说明，以下内容仅为方便理解提供的实现细节，并非实施本方案的必须。
28.本技术实施例的温度测试装置，包括：密封外罩1。密封外罩1用于为光模块4提供密封的温度测试环境，光模块4在的密封外罩的内部进行温度测试。
29.在一些实施例中，密封外罩1的可设置有充气口与排气口，充气口用于向密封外罩1内部充入干燥气体，排气口用于排出密封外罩1内的水汽。本实施例可以向密封外罩1内充入干燥气体，并排出温度测试装置内部的水汽，防止在进行低温测试时水汽凝结。
30.在一些实施例中，密封外罩1上可设置操作口2，温度测试装置还可包括光模块托架3，光模块托架3用于将光模块4从操作口2送入光模块内部。
31.具体地，光模块托架3用于将光模块4从操作口2插入到光模块测试接口601上，光模块测试接口601设置于光模块测试板6上，光模块测试板6设置于密封外罩1内。
32.本实施例使用光模块托架3和操作口2，便于将光模块送入密封外罩1的内部并插入到光模块测试接口601，另外，可参照图4所示，本技术实施例通过光模块托架3可将光模块全部送入密封外罩1的内部，避免光模块尾部裸露在外部环境中，从而避免低温测试时光模块尾部结霜结露。
33.其中，光模块托架3的材质可以包括聚四氟乙烯。
34.具体地，光模块托架3中托槽的材质为聚四氟乙烯。
35.本实施例采用防静电聚四氟乙烯（ptef）材料，ptef摩擦系数小，因此，使用该材质的光模块托架3能够避免光模块直接插拔造成表面划伤。
36.光模块托架3的长度可以大于光模块的长度，例如光模块托架3长度可约为光模块4的长度的两倍，从而使得更换光模块时无需将整个光模块托架3从操作口2拔出就可完成光模块的更换，避免光模块托架3重新与操作口2对准，使得光模块温度测试的操作更加方便。
37.密封外罩1的内部设置有控温模块，控温模块可至少包括顶部控温模块8和底部控温模块9，顶部控温模块8和底部控温模块9在进行温度测试时位于光模块4的两侧。顶部控温模块8位于所述底部控温模块9上方，顶部控温模块8在密封外罩内可以靠近密封外罩1的顶部，底部控温模块9在密封外罩内可以靠近密封外罩1的底部。
38.在光模块4插入光模块测试接口601后，插入的待测试的光模块4位于顶部控温模块8和底部控温模块9之间。
39.在一些实施例中，顶部控温模块8包括供电单元和控温单元。控温单元上依次设置有第一隔热板801、第一半导体制冷器804和第一导热板805。
40.供电单元可以为电源装置，也可为与外部电源装置连接的电流传导装置，本技术实施例不对此进行限定。
41.供电单元用于若温度测试为高温测试时，向第一半导体制冷器804输入反向电流，以使得第一半导体制冷器804靠近光模块的一侧通过热传导接触对第一导热板805升温，直至第一导热板805上升至目标高温测试温度。
42.半导体制冷器（tec）包括一些p型和n型对（组），它们通过电极连在一起，并且夹在两个陶瓷电极之间，当有电流从半导体制冷器流过时，电流产生的热量会从半导体制冷器的一侧传到另一侧，在半导体制冷器上产生
″
热
″
面和
″
冷
″
面，其中，
″
热
″
面的温度高于
″
冷
″
面的温度。
43.本技术实施例的供电单元在向第一半导体制冷器804输入反向电流时，第一半导体制冷器804靠近光模块的一侧会升温（即半导体制冷器靠近光模块的一侧成为
″
热
″
面），第一半导体制冷器804的热面通过热传导接触会对第一导热板805升温，从而使得第一导热板805能够将温度传输至光模块，实现对光模块的升温控制。
44.进一步地，第一隔热板801和第一半导体制冷器804之间还可依次设置有加热片802和水冷板803；第一加热片802用于在高温测试时，对第一水冷板803进行加热。
45.即，参考图3所示，顶部控温模块8中的控温单元可依次包括：隔热板801，加热片802，水冷板803、半导体制冷器804和导热板805。
46.在进行高温测试时，由于输入了反向电流，第一半导体制冷器远离光模块的一侧温度会下降（即第一半导体制冷器远离光模块的一侧会成为冷面），冷面靠近水冷板，因此，在进行高温测试时对水冷板加热，能够提高冷面温度，减小半导体制冷器冷热面的温差，提高了升温的效率，同时避免第一半导体制冷器冷热两面温差过大造成第一半导体制冷器内部结构应力过大的情况，从而避免因应力过大影响半导体制冷器的使用寿命。
47.值得一提的是，在高温测试时，第一水冷板的低温冷却液循环功能可关闭，以提高水冷板的升温效率。
48.供电单元还用于若温度测试为低温测试时，向第一半导体制冷器输入正向电流，以使得半导体制冷器靠近光模块的一侧通过第一热传导接触对第一导热板降温，直至第一导热板降温至目标低温测试温度；第一水冷板用于进行低温冷却液循环，低温冷却液用于降低第一半导体制冷器远离光模块的一侧的温度。
49.本技术实施例的供电单元在向第一半导体制冷器输入正向电流时，第一半导体制冷器靠近光模块的一侧会降温（即第一半导体制冷器靠近光模块的一侧成为
″
冷
″
面），第一半导体制冷器的冷面通过热传导接触会对第一导热板降温，从而使得第一导热板能够将温度传输至光模块，实现对光模块的降温控制。
50.另外，在低温测试中，通过第一水冷板，降低第一半导体制冷器远离光模块的一侧（热面）的温度，提高了降温的效率，同时避免第一半导体制冷器冷热两面温差过大造成第一半导体制冷器内部结构应力过大的情况，进而避免因应力过大影响半导体制冷器的使用寿命。
51.上述的目标低温测试温度和目标高温测试温度均可根据测试需求设置，本技术实施例不对此进行限定。
52.在一些实施例中，底部控温模块9中的控温单元可具有与顶部控温模块8中的控温
单元相同的结构，以便于对温度测试装置进行温度控制。
53.具体地，底部控温模块上包括第二供电单元和第二控温单元，所述第二控温单元上依次设置有第二隔热板、第二半导体制冷器和第二导热板；所述第二供电单元用于若温度测试为高温测试时，向第二半导体制冷器输入反向电流，以使得所述第二半导体制冷器靠近所述光模块的一侧通过热传导接触对第二导热板升温，直至所述第二导热板上升至目标高温测试温度。
54.由于光模块的第二光模块面与第二导热板热传导接触，因此，升温后的第二导热板可将热量传输至光模块，以使得光模块升温。
55.在一些实施例中，所述第二隔热板和所述第二半导体制冷器之间还依次设置有第二加热片和第二水冷板；所述第二加热片用于在高温测试时，对第二水冷板进行加热。
56.在一些实施例中，所述第二供电单元还用于若温度测试为低温测试时，向第二半导体制冷器输入正向电流，以使得第二半导体制冷器靠近所述光模块的一侧通过热传导接触对第二导热板降温，直至所述第二导热板降温至目标低温测试温度；所述第二水冷板用于进行低温冷却液循环，所述低温冷却液用于降低第二半导体制冷器远离所述光模块的一侧的温度。
57.第二导热板降温后，第二光模块面由于与第二导热板热传导接触，因此，光模块的热量会向第二导热板传输，以使得光模块降温。
58.上述实施例的底部控温模块9与顶部控温模块8结构大致相同，其温控原理也与顶部控温模块8大致相同，此处不再赘述。
59.温度测试装置还包括：下压机构，下压机构贯穿密封外罩的顶部并与顶部控温模块8机械连接，下压机构用于带动顶部控温模块8升降，以使得在光模块进行温度测试时，顶部控温模块8和底部控温模块9夹紧光模块，并使得光模块的第一光模块面与顶部控温模块8热传导接触，光模块的第二光模块面与底部控温模块9热传导接触。热传导接触是指两个构件之间直接接触，或者通过传热介质相互接触，且两个构件之间热量可以相互传递。
60.其中，下压机构可以为气缸下压机构，也可以为其他下压机构。气缸下压机构包括设置于密封外罩1顶部的气阀5，以及在密封外罩1内部的气缸7，气阀5用于通过气缸7带动顶部控温模块8升降。
61.本技术实施例提供的的温度测试装置具有以下效果：1、温度测试装置集成有光模块托架，使得更换光模块更加方便，而且还能避免光模块尾部裸露在外部环境中，进而避免低温测试时光模块尾部结露结霜，光模块托架的托槽可采用防静电ptef材料，摩擦系数较低，避免模块插拔过程中与其他金属结构摩擦，造成模块表面划伤。
62.2、温度测试装置内部采用顶部控温模块和底部控温模块，实现光模块的两面接触控温，并通过气缸下压机构加紧，保证了模块上下两面的热传导效率，大大提升了模块的升降温效率。
63.3、温控单元在水冷板外侧设置了加热片，通过加热降低半导体制冷器两面的温差，提高了半导体制冷器的使用寿命。
64.4、当进行低温测试时，可通过排气口和充气口排出密封外罩内部的水汽，保持密封外罩处于干燥环境中，避免了水汽凝结影响测试结果。
65.本技术实施例还提供一种光模块的温度测试方法，该光模块的温度测试方法使用上述实施例中的温度测试装置进行光模块的温度测试。
66.示例性的，以下，以图1至图3所示的光模块的温度测试装置为例，说明温度测试方法的流程。
67.即该温度测试装置包括：密封外罩1、操作口2、光模块托架3、气阀5、测试板6，气缸7，顶部控温模块8、底部控温模块9、测试板6上设置有模块测试接口601，其中，顶部控温模块8包括：隔热板801，加热片802，水冷板803、半导体制冷器804和导热板805，底部控温模块9与顶部控温模块8的结构相同。
68.该温度测试方法的流程包括：步骤1，当进行温度测试时，通过充气口向密封外罩1内充入干燥气体，通过排气口排出密封外罩1内部的水汽。以此防止在进行低温测试时水汽凝结。
69.步骤2，通过光模块托架3将光模块4从操作口2插入到光模块测试板6上的光模块测试接口601上。
70.其中，光模块托架3可采用防静电ptef材料，摩擦系数小，避免模块直接插拔造成表面划伤。
71.光模块托架长度可约为光模块的两倍，更换光模块时无需将整个光模块托架拔出就可完成光模块的更换，避免重新与操作口对准，操作更加方便。
72.步骤3，通过装置顶部气阀5控制气缸7，气缸7带动顶部控温模块8升降，顶部控温模块8升起时，光模块处于松弛状态，此时可以更换光模块，当顶部控温模块下压时，顶部控温模块8与底部控温模块9夹紧光模块的上下两面。
73.通过顶部控温模块8与底部控温模块9与光模块充分的接触，以提高控温模块的传热效率。
74.以下步骤4至步骤5为顶部控温模块8的温控过程，底部控温模块9与顶部控温模块8的温控过程大致相同，此处不再赘述。
75.步骤4，当需要低温测试时，供电单元向半导体制冷器804输入正向电流。
76.此时半导体制冷器804可以对导热板805冷却降温，水冷板803可以充入低温冷却液，半导体制冷器804热面产生的热量被低温冷却液带走，使导热板的温度能够持续下降到目标低温测试温度。
77.步骤5，当需要升温时，供电单元向半导体制冷器804输入反向电流，打开加热片802加热，并关闭水冷板803中的冷却液循环。
78.此时半导体制冷器804可以对导热板805升温，加热片802同时对水冷板803加热，减小了半导体制冷器冷热面的温差，提高了升温的效率，同时避免半导体制冷器804两面温差过大造成半导体制冷器内部结构应力过大而影响半导体制冷器的使用寿命。
79.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
80.以上实施方式的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施方式中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
81.以上对本技术实施例所提供的一种光模块的温度测试装置进行了详细介绍，本文
中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例的技术方案的范围。