[发明专利]一种多通道光束平行度和间距测试方法及装置

说明书

本发明公开了一种多通道光束平行度和间距测试方法及装置，包括光源；光纤准直器；分光模块，用于将信号光分为若干束分光光束并输出；光束接收器，接收分光模块输出的若干束分光光束并对应形成光斑且生成对应光斑所在位置的坐标反馈信号；载台，与光束接收器连接并带动光束接收器沿接近或远离分光模块方向运动；处理单元，预置有数据处理软件模块，且用于接收光束接收器所生成的坐标反馈信号；本发明可实现对多通道光束平行度及其间距进行高精度、高效率和自动化测试，尤其是用于光通讯中波分复用合光和分光之关键光组件Z‑BLOCK的多通道出光平行度和间距测量，且装置简单且易搭建、测试精度高、速度快、可自动化，将会大幅节省测试时间和降低测试费用。

技术领域

本发明属于光学器件领域，尤其是一种多通道光束平行度和间距测试方法及装置。

背景技术

波分复用(WDM，Wavelength Division Multiplexing)是将两种或多种不同波长的光载波信号(携带各种信息)在发送端经复用器(亦称合波器，Multiplexer，简称MUX)汇合在一起，并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输的技术；在接收端，经解复用器(亦称分波器，Demultiplexer，简称DEMUX)将各种波长的光载波分离，然后由光接收机作进一步处理以恢复原信号。这种在同一根光纤中同时传输两个或众多不同波长光信号的技术，称为波分复用。波分复用技术可以实现单根光纤对多个波长信号的传输，这会成倍提升光纤的传输容量，已经被广泛应用在光通讯的中长距离传输和数据中心的互联中。

在光收发器(Transceiver)中，为了实现波分复用(MUX)和解复用(DEMUX)，最核心的光器件就是MUX和DEMUX光组件，其中Z-Block和AWG(阵列波导光栅)是两种最常用、最典型的MUX/DEMUX光组件。相比AWG，Z-Block具有低插入损耗低、宽光谱带宽、低通道串扰、低温度敏感度等优点，被更为广泛的应用在40G、100G以及400G等高速QSFP、OSFP光收发器中，在每个光收发器中，通常存在一对Z-Block，分别用于MUX和DEMUX，其示意图如图1所示。

Z-Block的典型结构如图2所示，通常由4片WDM滤光片或8片WDM滤光片或更多片贴合在部分镀有AR膜的和对面镀有HR膜的平行玻璃平板上。含有多个波长的准直光束从入射端依设计角度射入，经过一系列的滤光片透射和反射后，将不同波长的光信号分离开，进而实现DEMUX，反之则实现MUX。Z-Block光组件的一个关键指标就是分光光束之间的平行度，因为WDM滤光片存在由镀膜应力引起的翘曲以及滤光片与玻璃平板之间贴合存在胶层差，进而影响分光光束之间的平行度。多光束之间的平行度会直接影响到MUX或DEMUX到光纤或接收器(PD)的耦合效率，光束之间的平行度越差，耦合效率越低，对应Z-Block的性能则越差。此外，Z-Block出光光束之间的间距(pitch)是Z-Block的另外一个关键指标，pitch偏差过大，会导致多光束不能有效的耦合到后端的透镜阵列中，进而影响耦合效率。因此，为了保证Z-Block的性能，Z-Block的光束平行度和pitch，是必须要全部检测的指标。

现行的技术中，检测Z-Block的平行度和pitch是采用单模光纤准直器耦合的方法来进行的，示意图如图3所示。平行度数值是根据耦合效率的差异间接计算出来，pitch则是根据横向移动的距离计算出来。这种方法测试效率很低，计算误差大、精度低，成本高，无法适应对大批量Z-Block的平行度和pitch的高精度、快速测量。

发明内容

针对现有技术的情况，本发明的目的在于提供一种能够实现了对多通道光的束平行度及其间距进行高精度、高效率测试且成本低廉的方案，尤其是可用于Z-Block的多通道出光平行度和间距测量的多通道光束平行度和间距测试方法及装置。

为了实现上述的技术目的，本发明采用的技术方案为：

一种多通道光束平行度和间距测试方法，其特征在于：其包括如下步骤：