專利名稱：光電子器件管芯用雙探針三維微動耦合測試臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光通信技術(shù)領(lǐng)域中一種光電子器件管芯測試臺；具體地說，涉及一種雙探針三維微動耦合測試臺。該測試臺可方便地用于光通信光電子器件管芯的耦合和光電特性測試，從而不用裝成子塊就可挑選出合格的管芯。
背景技術(shù)：
由于光通信技術(shù)的不斷發(fā)展，開始出現(xiàn)了40Gb/s光通信系統(tǒng)和光電子器件的報道，它代表了當(dāng)今光通信技術(shù)發(fā)展的最高水平。
40Gb/s光通信設(shè)備中關(guān)鍵部件為40Gb/s光發(fā)送模塊和40Gb/s光接收模塊。而在40Gb/s光發(fā)送模塊和光接收模塊中，其關(guān)鍵光電子器件為超高速激光器和40Gb/s光探測器。
由于傳輸速率和帶寬的限制，超高速激光器和40Gb/s光探測器的管芯尺寸都很小，難于對管芯同時進(jìn)行直接耦合和光電特性測試，這給管芯挑選帶來了很大困難。為此，對激光器采取的辦法是，通過粘接、金絲鍵合等工藝，把激光器管芯裝在過渡熱沉上形成子塊(或稱過渡塊)，再對子塊進(jìn)行耦合和測試；對40Gb/s光探測器，也是通過粘接、金絲鍵合等工藝，把它裝在子塊上，再對子塊進(jìn)行耦合和測試。由于管芯的離散性，裝在子塊上的管芯，一般有10％--40％不能滿足規(guī)定的光電性能指標(biāo)要求，這種子塊也就不能用了。這不僅浪費(fèi)了時間，而且浪費(fèi)了資源。更有甚者，對40Gb/s光探測器、前置放大器組件，如果40Gb/s光探測器不能滿足規(guī)定要求，則整個組件都作廢了，其資源的浪費(fèi)是很大的。因此，對管芯不粘接、壓焊而直接進(jìn)行耦合和測試，就是一件非常有意義的事情，它不僅可節(jié)約粘接、壓焊工藝所用的時間和人力，而且可節(jié)約大量資源。
如果在裝成組件前，能對管芯的合格性進(jìn)行測試、評定和挑選，則裝成組件后，管芯的合格性就不用擔(dān)心。
椐查，目前還沒有資料表明有一種裝置能對光電子器件管芯進(jìn)行耦合和光電測試的工作平臺。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺點(diǎn)和不足，即先將管芯裝成子塊再對管芯進(jìn)行耦合和光電測試，從而挑選出合格的管芯；提供一種光電子器件管芯用雙探針三維微動耦合測試臺，通過在同一裝置中同時進(jìn)行耦合和光電測試，方便、經(jīng)濟(jì)地解決光電子器件管芯的挑選問題，節(jié)約了時間、人力和資源。
本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)思想是，把雙探針電氣測試和光耦合測試結(jié)合起來，在一個小的操作、測試裝置中同時實(shí)現(xiàn)管芯耦合和光電特性測試。
具體地說，由圖1可知，本實(shí)用新型由金屬探針1、管芯平臺2、雙探針調(diào)節(jié)架3、光纖夾槽4、三維微動耦合架5、支承板6、底座7組成；各部件的位置及其連接關(guān)系是在底座7上的前后垂直設(shè)置有支承板6和三維微動耦合架5；在支承板6上部，從左至右依次設(shè)置有第一探針調(diào)節(jié)架3.1、管芯平臺2和第二探針調(diào)節(jié)架3.2，第一探針調(diào)節(jié)架3.1連接有第一金屬探針1.1，第二探針調(diào)節(jié)架3.2連接有第二金屬探針1.2；三維微動耦合架5的前端連接有光纖夾槽4。
此外，作為觀察、調(diào)試和監(jiān)測手段，必須配備一體視顯微鏡。
所述的雙探針調(diào)節(jié)架3，為一扁條狀滑塊結(jié)構(gòu)，包括第一探針調(diào)節(jié)架3.1和第二探針調(diào)節(jié)架3.2，其上設(shè)置有左右方向調(diào)節(jié)螺絲a、前后方向調(diào)節(jié)螺絲b、上下方向調(diào)節(jié)螺絲c和導(dǎo)軌槽d；三個調(diào)節(jié)螺絲a、b、c均在調(diào)節(jié)架中部垂直方向排布，導(dǎo)軌槽在調(diào)節(jié)架的中部水平方向；調(diào)節(jié)a可使固定于條狀滑塊結(jié)構(gòu)中的金屬探針作左右方向(水平方向)運(yùn)動，見圖2。在調(diào)節(jié)架3的前端安裝有一根金屬探針1；通過三個調(diào)節(jié)螺絲，可使兩根金屬探針1的尖端上下、左右連續(xù)精微微動和前后擺動；最大移動范圍可達(dá)2.0毫米(管芯最大尺度為0.4×0.5毫米2)；所述的金屬探針1呈弧形狀，其尖端可壓緊放置于平臺前邊緣管芯的兩根電極；它起著壓緊管芯和測試連接作用。
所述的管芯平臺2，為一長方形的金屬板。
所述的支承板6，其上中部挖成U型的金屬板。
所述的底座7，為一矩形平板狀，起著支撐、連接和減震作用。
所述的三維微動耦合架5為一種組合的外構(gòu)件，有3個調(diào)節(jié)螺竿，可使被夾持的光纖在X、Y、Z方向上作獨(dú)立移動，最大移動范圍可達(dá)3.0毫米；它起著夾持光纖和耦合對準(zhǔn)作用。調(diào)整三維微動耦合架5，可使耦合用普通光纖的尖端精確對準(zhǔn)管芯的出光(或入光)區(qū)，并可與管芯前端最小間距小于5微米。
所述的體視顯微鏡用于觀察和調(diào)整光纖尖端與管芯前端之間的相對位置。
本實(shí)用新型使用步驟是①打開體視顯微鏡光源，調(diào)節(jié)聚焦旋鈕，使其清晰顯示被觀察區(qū)域；②用精細(xì)鑷子把管芯放于管芯平臺2上，小心地把其撥弄至兩個金屬探針1中間、靠近管芯平臺2前側(cè)邊緣的位置，并使管芯有源區(qū)側(cè)面和管芯平臺2前側(cè)邊緣棱線平行；③調(diào)節(jié)兩個探針1，使其精確地壓緊管芯的兩條電極；④把耦合光纖置于三維微動耦合架5的光纖夾槽4內(nèi)，使光纖頭伸出3-5mm；⑤調(diào)節(jié)三維微動耦合架5的旋轉(zhuǎn)臂，使光纖頭和管芯有源區(qū)初步對準(zhǔn)；⑥接好探針連線、光源和其它檢測儀表；⑦精細(xì)調(diào)節(jié)三維微動耦合架5的旋轉(zhuǎn)臂，使光耦合效率最高；⑧調(diào)節(jié)檢測儀表，進(jìn)行光電特性測試。
本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)①結(jié)構(gòu)緊奏，調(diào)節(jié)精巧，使用方便；②提高了工效，減少了浪費(fèi)，節(jié)約了成本。


圖1-本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)圖；圖2-探針架、探針結(jié)構(gòu)圖；圖3-支承板、管芯平臺結(jié)構(gòu)圖。
其中1-金屬探針，包括第一金屬探針1.1和第二金屬探針1.2；2-管芯平臺；3-雙探針調(diào)節(jié)架，包括第一探針調(diào)節(jié)架3.1和第二探針調(diào)節(jié)架3.2，
a-左右方向調(diào)節(jié)螺絲，b-前后方向調(diào)節(jié)螺絲，c-上下方向調(diào)節(jié)螺絲，d-導(dǎo)軌槽；4-光纖夾槽；5-三維微動耦合架；6-支承板；7-底座。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步說明。
*本實(shí)用新型采用手動操作。為操作方便，總體尺寸控制在30cm×25cm×25cm范圍內(nèi)。
*底座7為一矩形平板狀，厚為0.8-1.2cm。
*管芯平臺2安裝在一挖成U型的金屬支承板6中部，其材料為紫銅，尺寸為8厘米×2厘米×3毫米，其表面和前側(cè)面相互垂直，光潔度為5-7。
*金屬支承板6金屬支承板(6)的中部U型槽，厚為2.8-3.2厘米，其平坦部分長約9-11厘米。
*三維微動耦合架5，可選用北京卓立漢光公司產(chǎn)的成品，型號為ASN-13XYZ-1。
*部件間配合尺寸要求。
本實(shí)用新型要方便、經(jīng)濟(jì)地解決光電子器件管芯的挑選問題，不僅要使金屬探針1精確地壓緊管芯電極，而且要使光纖前端與管芯出光(或入光)區(qū)同軸對準(zhǔn)，并穩(wěn)定地保持適當(dāng)距離。因此，部件位移的精微控制和部件間的相互配合是十分重要的。通常，光通信用光電子器件管芯的尺寸為(0.3-0.4)mm×(0.4-0.5mm)×(0.1-0.2)mm，其金屬電極寬度為(30-60)μm，而管芯出光(或入光)區(qū)面積一般為為(0.2-0.6)μm×(2-8)μm。光電子器件管芯能否高效地進(jìn)行耦合、并進(jìn)行光電特性測試，關(guān)鍵問題是微米-亞微米級位移的精確控制。本發(fā)明設(shè)計(jì)并安裝的探針1，可在光纖前端兩邊精微地作(1-3)mm范圍內(nèi)的三維獨(dú)立位移，并把探針1的針尖精確地壓在管芯的電極上；而光纖前端，可在管芯出光(或入光)區(qū)作(2-5)mm范圍的三維獨(dú)立位移。通過調(diào)節(jié)，管芯側(cè)端、探針前端和光纖前端可會聚于很小的區(qū)域內(nèi)，其位置精度達(dá)到微米-亞微米量級。這就是部件間配合尺寸要求。
權(quán)利要求1.一種光電子器件管芯用雙探針三維微動耦合測試臺，包括三維微動耦合架(5)，其特征在于由金屬探針(1)、管芯平臺(2)、雙探針調(diào)節(jié)架(3)、光纖夾槽(4)、三維微動耦合架(5)、支承板(6)、底座(7)組成；各部件的位置及其連接關(guān)系是在底座(7)上的前后垂直設(shè)置有支承板(6)和三維微動耦合架(5)；在支承板(6)上部，從左至右依次設(shè)置有第一探針調(diào)節(jié)架(3.1)、管芯平臺(2)和第二探針調(diào)節(jié)架(3.2)，第一探針調(diào)節(jié)架(3.1)連接有第一金屬探針(1.1)，第二探針調(diào)節(jié)架(3.2)連接有第二金屬探針(1.2)；三維微動耦合架5的前端連接有光纖夾槽(4)；所述的雙探針調(diào)節(jié)架(3)，為一扁條狀滑塊結(jié)構(gòu)，包括第一探針調(diào)節(jié)架(3.1)和第二探針調(diào)節(jié)架(3.2)，其上設(shè)置有左右方向調(diào)節(jié)螺絲(a)、前后方向調(diào)節(jié)螺絲(b)、上下方向調(diào)節(jié)螺絲(c)和導(dǎo)軌槽(d)；三個調(diào)節(jié)螺絲(a、b、c)均在調(diào)節(jié)架(3)的中部垂直方向排布，導(dǎo)軌槽(d)在調(diào)節(jié)架的中部水平方向；所述的金屬探針(1)呈弧形狀；所述的管芯平臺(2)，為一長方形的金屬板；所述的支承板(6)，為一種其上中部挖成U型的金屬板；所述的底座(7)，為一矩形平板狀。
2.按權(quán)利要求1所述的一種光電子器件管芯用雙探針三維微動耦合測試臺，其特征在于底座(7)厚為0.8-1.2cm。
3.按權(quán)利要求1所述的一種光電子器件管芯用雙探針三維微動耦合測試臺，其特征在于管芯平臺(2)其材料為紫銅，尺寸為8厘米×2厘米×3毫米，其表面和前側(cè)面相互垂直，光潔度為5-7。
4.按權(quán)利要求1所述的一種光電子器件管芯用雙探針三維微動耦合測試臺，其特征在于金屬支承板(6)的中部U型槽，厚為2.8-3.2厘米，其平坦部分長約9-11厘米。
5.按權(quán)利要求1所述的一種光電子器件管芯用雙探針三維微動耦合測試臺，其特征在于三維微動耦合架(5)選用北京卓立漢光公司產(chǎn)的成品，型號為ASN-13XYZ-1。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種光電子器件管芯用雙探針三維微動耦合測試臺，涉及光通信技術(shù)領(lǐng)域中一種光電子器件管芯測試臺。本實(shí)用新型由金屬探針1、管芯平臺2、雙探針調(diào)節(jié)架3、光纖夾槽4、三維微動耦合架5、支承板6、底座7組成；各部件的位置及其連接關(guān)系是在底座7上的前后垂直設(shè)置有支承板6和三維微動耦合架5；在支承板6上部，從左至右依次設(shè)置有第一探針調(diào)節(jié)架3.1、管芯平臺2和第二探針調(diào)節(jié)架3.2，第一探針調(diào)節(jié)架3.1連接有第一金屬探針1.1，第二探針調(diào)節(jié)架3.2連接有第二金屬探針1.2；三維微動耦合架5的前端連接有光纖夾槽4。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊，調(diào)節(jié)精巧，使用方便；提高了工效，減少了浪費(fèi)，節(jié)約了成本。
文檔編號G01M11/00GK2735356SQ200420077018
公開日2005年10月19日 申請日期2004年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月19日
發(fā)明者丁國慶, 劉興瑤 申請人:武漢電信器件有限公司