TOSA组件生产工艺测试
发布时间：
2023-06-19 08:50
来源：
知乎
TOSA，是Transmitter Optical Subassembly的缩写，中文为光发射次模块。主要应用在电信号转化成光信号(E/O转换)，主要性能指标有光功率，中心波长，阈值等。TOSA器件应用于光发射模块中，也可用于光收发一体模块，在高速光骨干网和数据通信中有着广泛应用。
TOSA组件的测试解决方案
该系统由TEC温控单元、光开关、光功率计(高速光功率计)、程控电源(电流源)、微型光谱仪、光谱分析仪、待测TOSA组成。精密编程电源通过测试夹具驱动待测TOSA，通过光开关的切换，可以一次性读取4个通道的光谱图和功率值，大幅提高测试效率。测试过程中，TEC温控单元主要模拟组件实际的工作环境温度变化引起的功率，波长等参数变化。
此外，目前还存在一种测试方法，就是在TOSA组件耦合的时候进行LIV曲线测试。耦合平台的测试仪表可以选用电流源加高速光功率计的组合方式，在耦合点胶或者焊接完成之后，使用电流源对耦合成功的TOSA进行快速扫描，触发高速光功率计联动采集TOSA组件的发射光功率值，二者进行同步，实现同步测试，并且最终绘制成LIV曲线。
波长测试：①中心波长，如CWDM4组件要求每个通道中心波长为ITU±6.5nm。②边模抑制比是指激光器发射光谱中，在规定的输出光功率时最高光谱峰强度与次高光谱峰强度之比，此指标仅针对DFB单纵模激光器，SMSR一般要求大于30dB，过小会增大信噪比和串扰，影响模块的传输距离。
功率测试：通过LIV曲线可以得出激光器的几个重要性能特性，包括阈值电流以及光强明显增加时候的注入电流。阈值电流随温度的上升而增加，因此，热量控制是必须环节。在生产阶段初期，添加有源制冷装置之前，就要获取激光二极管的LIV特性曲线。通过对LIV进行脉冲而非连续波扫描，可以尽量消除激光二极管芯片的自热。
该系统由误码测试仪、高速示波器、待测TOSA等组成，误码仪PPG端连接至夹具平台，发射光进入高速示波器进行相关参数测试。整套系统由计算机和上位机进行控制，在测试过程中，使用多路光口DCA进行眼图并行测试能极大节省测试时间，替换光开关进行通道切换，还避免了由通道之间的串扰或多余链路节点带来的眼图畸变。
眼图是一系列数字信号在示波器上累计而显示的图形,包含了丰富的信息，如消光比、抖动、眼幅度、眼高、交叉比等指标。消光比(Extinction Ratio)定义为眼图中“1”电平与“0”电平的统计平均的比值，消光比在光通信发射源的测量上是相当重要的参数，它的大小决定了通信信号的品质。
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