一种光器件的耦合系统技术方案

本实用新型专利技术适用于光器件封装技术领域，提供了一种光器件的耦合系统，包括六轴耦合装置、三维移动装置以及相机监控装置，六轴耦合装置用于带动PD阵列移动以与阵列波导光栅进行耦合，相机监控装置用于耦合过程中对PD阵列与阵列波导光栅之间的相对位置和相对距离进行监控。本实用新型专利技术通过设置相机监控装置对PD阵列与阵列波导光栅之间的相对位置和相对距离进行拍照监控，相比于操作者人眼观察的方式，避免了因PD阵列与阵列波导光栅之间距离过小时人工判断失误导致二者相撞的问题，防止PD阵列和阵列波导光栅被挤压损坏，在此基础上，提高了PD阵列与阵列波导光栅之间的耦合效率，并提高了封装良率。

A Coupling System of Optical Devices

The utility model is applicable to the field of optical device packaging technology, and provides a coupling system of optical devices, including six-axis coupling device, three-dimensional moving device and camera monitoring device. The six-axis coupling device is used to drive the movement of the PD array to couple with the arrayed waveguide grating, and the camera monitoring device is used to couple the relative position and phase between the PD array and the arrayed waveguide grating in the coupling process. Monitor distance. The utility model takes photos and monitors the relative position and distance between the PD array and the array waveguide grating by setting a camera monitoring device. Compared with the way of observing by the operator's eyes, the problem of collision between the PD array and the array waveguide grating is avoided because the distance between the PD array and the array waveguide grating is too small to be judged manually, and the extrusion damage of the PD array and the array waveguide grating is prevented. On the basis of this, the coupling efficiency between PD arrays and arrayed waveguide gratings is improved, and the package yield is improved.

【技术实现步骤摘要】
一种光器件的耦合系统
本技术属于光器件的封装
，特别涉及一种光器件的耦合系统。
技术介绍
目前，随着光学科技的迅速发展，高速光通信技术被应用于越来越多的领域。大容量光纤通信系统具有巨大的发展潜力和研究价值。粗波分复用(CWDM)技术能较好的挖掘光纤的传输潜能进而逐渐受到重视。阵列波导光栅(ArrayedWaveguideGrating，AWG)是利用PLC(平面光波导)技术在芯片衬底上制作的器件，由输入波导、输入平面波导、阵列波导、输出平面波导和输出波导构成。当含有多个波长的光信号由输入波导进入输入平面波导，由于不存在光学的横向限制，光信号在输入平板波导内衍射，并在输入平板波导的末端耦合进入各条阵列波导，由于相邻的阵列波导存在长度查，到达输出平面波导时不同的光信号产生相位差，最后聚焦在不同的输出波导中。AWG具有小的波长间隔、大的信道数、高的分辨率和易于集成等优点。光器件中，一束囊括4个波长的光源入射到阵列波导光栅，阵列波导光栅把一束光中的四个波段分调为独立的四个波长的光，再分别从四个窗口射出，出射波导口被研磨成45°，出射光翻转90°，朝下射出。出射光为高斯光源，呈椭圆光斑，四路光上均有载波信号，使用光电探测阵列(Photo-DiodeArray,PDArray,PD阵列)来接收光信号，转换为光电流，完成光信号至电信号的转换。现有技术中，在阵列波导光栅与PD阵列耦合的过程中，把阵列波导光栅左右夹持住，保持固定状态，PD阵列被贴伏在PCBA板上，通过手动三维耦合平台对PCBA板进行夹持。PD阵列与PCBA板的金手指进行金线键合，PCBA板与电流检测装置连接，可以对入射光进行相应的光电实时监控。存在的问题为：一、PD阵列和阵列波导光栅耦合到最佳时，PD阵列和阵列波导光栅的相对位置会无限靠近，手动耦合的过程用人眼对PD阵列和阵列波导光栅的相对位置进行监控，很容易造成二者相撞。二、阵列波导光栅是使用玻璃基材制作，其出光波导口会存在切割不平整的问题，PD阵列和阵列波导光栅之间可能会存在角度，在耦合过程无法及时调整到平行状态，会出现耦合效率低的问题。三、在此基础上，基于手动三维耦合凭条，耦合封装的效率也较低。四、手动耦合夹对AWG进行夹持，压装力度不可控，容易对AWG造成压裂或者崩边。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种光器件的耦合系统，旨在解决现有的耦合系统对PD阵列和阵列波导光栅的耦合效率低以及容易对PD阵列和阵列波导光栅造成损坏的技术问题。本技术是这样实现的，一种光器件的耦合系统，包括六轴耦合装置、三维移动装置以及相机监控装置；所述六轴耦合装置包括六轴移动平台以及用于夹持PCBA板的PCBA夹具，所述PCBA板用于电性连接PD阵列；所述六轴移动平台带动所述PCBA夹具沿第一方向、第二方向和第三方向平移以及关于所述第一方向、第二方向和第三方向旋转；所述三维移动装置包括三维移动平台以及用于固定阵列波导光栅的AWG固定组件；所述三维移动平台带动所述阵列波导光栅沿所述第一方向、第二方向和第三方向平移；所述相机监控装置用于对所述PD阵列与所述阵列波导光栅之间的相对位置和相对距离进行监控；所述第一方向和第二方向位于水平面内且相互垂直，所述第三方向垂直于所述水平面。还包括电流检测装置，所述电流检测装置与所述PCBA板电性连接，用于检测所述PD阵列产生的光电流。所述相机监控装置包括第一CCD相机、第二CCD相机和第三CCD相机，所述第一CCD相机、第二CCD相机和第三CCD相机两两垂直，分别用于从所述第一方向、第二方向和第三方向上对所述PD阵列与所述阵列波导光栅之间的相对位置和相对距离进行监控。所述光器件的耦合系统还包括控制装置，所述控制装置连接至所述六轴移动平台并控制所述PCBA夹具沿第一方向、第二方向和第三方向平移；所述控制装置控制所述PCBA夹具在所述第一方向和第二方向上均按照至少两个不同的步进距离依次移动。所述AWG固定组件包括吸附头、与所述吸附头连接的气体管路以及与所述气体管路连接的气泵源，所述吸附头用于吸附固定所述阵列波导光栅。所述吸附头包括用于吸附所述阵列波导光栅的凹槽，所述凹槽的宽度可调节。所述吸附头还包括设于所述凹槽两侧的可移动式挡片，所述可移动式挡片能够移动以改变所述凹槽的宽度。所述三维移动装置还包括用于夹持光纤的尾端的尾纤夹持组件；所述尾纤夹持组件带动所述光纤移动以与所述阵列波导光栅保持平齐。所述尾纤夹持组件包括夹持夹头以及与所述光纤的尾端连接的尾纤适配器，所述夹持夹头带动所述尾纤适配器沿与所述光纤的延伸方向相垂直的方向移动。所述光器件的耦合系统还包括UV光组件，所述UV光组件包括UV灯以及用于支撑所述UV灯的支架，所述支架能够移动和转动。本技术提供的光器件的耦合系统相对于现有技术的有益效果在于：通过设置相机监控装置对PD阵列与阵列波导光栅之间的相对位置和相对距离进行监控，相机监控装置能够对PD阵列与阵列波导光栅的耦合过程进行拍照，并将照片予以放大显示，或通过分析模块自动计算出PD阵列与阵列波导光栅之间的相对距离，操作者结合PD阵列光电流的大小来控制PD阵列的移动方向和距离；相比于操作者人眼观察的方式，避免了因PD阵列与阵列波导光栅之间距离过小时人工判断失误导致二者相撞的问题，防止PD阵列和阵列波导光栅被挤压损坏，在此基础上，提高了PD阵列与阵列波导光栅之间的耦合效率，并提高了封装良率。附图说明图1是本技术第一实施例提供的光器件的耦合系统的整体结构示意图；图2是图1中虚线圆圈内的六轴移动平台的放大图；图3是本技术第一实施例提供的光器件的耦合系统中PD阵列与阵列波导光栅的耦合示意图；图4是本技术第一实施例提供的光器件的耦合系统中PD阵列与阵列波导光栅的出光波导口的耦合示意图；图5是本技术第一实施例提供的光器件的耦合系统的吸附头的结构示意图；图6是本技术第一实施例提供的光器件的耦合系统中尾纤夹持组件的结构示意图；图7是本技术第一实施例提供的光器件的耦合系统的模块示意图；图8是本技术第二实施例提供的光器件的耦合方法的流程图；图9是本技术第二实施例提供的光器件的耦合方法中寻找最大光电流的路径示意图。图中标记的含义为：光器件的耦合系统100；六轴耦合装置1，六轴移动平台10，X平移轴101，Y平移轴102，Z平移轴103，X旋转轴104，Y旋转轴105，Z旋转轴106，PCBA夹具11；三维移动装置2，三维移动平台21，AWG固定组件22，吸附头221，凹槽2210，可移动式挡片2211，尾纤夹持组件23，夹持夹头231，尾纤适配器232；电流检测装置3；相机监控装置4，第一CCD相机41，第二CCD相机42，第三CCD相机43；控制装置5，存储模块51，移动控制器52，电机53；UV光组件6，UV灯61，支架62；PCBA板71，PD阵列72；光纤8；阵列波导光栅9，下基板90，出光波导口91。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光器件的耦合系统，其特征在于，包括六轴耦合装置、三维移动装置以及相机监控装置；所述六轴耦合装置包括六轴移动平台以及用于夹持PCBA板的PCBA夹具，所述PCBA板用于电性连接PD阵列；所述六轴移动平台带动所述PCBA夹具沿第一方向、第二方向和第三方向平移以及关于所述第一方向、第二方向和第三方向旋转；所述三维移动装置包括三维移动平台以及用于固定阵列波导光栅的AWG固定组件；所述三维移动平台带动所述阵列波导光栅沿所述第一方向、第二方向和第三方向平移；所述相机监控装置用于对所述PD阵列与所述阵列波导光栅之间的相对位置和相对距离进行监控；所述第一方向和第二方向位于水平面内且相互垂直，所述第三方向垂直于所述水平面。

【技术特征摘要】
1.一种光器件的耦合系统，其特征在于，包括六轴耦合装置、三维移动装置以及相机监控装置；所述六轴耦合装置包括六轴移动平台以及用于夹持PCBA板的PCBA夹具，所述PCBA板用于电性连接PD阵列；所述六轴移动平台带动所述PCBA夹具沿第一方向、第二方向和第三方向平移以及关于所述第一方向、第二方向和第三方向旋转；所述三维移动装置包括三维移动平台以及用于固定阵列波导光栅的AWG固定组件；所述三维移动平台带动所述阵列波导光栅沿所述第一方向、第二方向和第三方向平移；所述相机监控装置用于对所述PD阵列与所述阵列波导光栅之间的相对位置和相对距离进行监控；所述第一方向和第二方向位于水平面内且相互垂直，所述第三方向垂直于所述水平面。2.如权利要求1所述的光器件的耦合系统，其特征在于，所述光器件的耦合系统还包括电流检测装置，所述电流检测装置与所述PCBA板电性连接，用于检测所述PD阵列产生的光电流。3.如权利要求1所述的光器件的耦合系统，其特征在于，所述相机监控装置包括第一CCD相机、第二CCD相机和第三CCD相机，所述第一CCD相机、第二CCD相机和第三CCD相机两两垂直，分别用于从所述第一方向、第二方向和第三方向上对所述PD阵列与所述阵列波导光栅之间的相对位置和相对距离进行监控。4.如权利要求1所述的光器件的耦合系统，其特征在于，所述光器件的耦合系统还包括控制装置，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄劲威，孙辉，季红岩，庄礼杰，
申请(专利权)人：深圳市亚派光电器件有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44