針對光電探測器模塊的耦合封裝,提出了一種精確對準(zhǔn)的位置搜索算法,完成了光纖與光接收芯片從零響應(yīng)電流到最大響應(yīng)電流位置的搜索定位。在對準(zhǔn)耦合的精確搜索階段,為克服多個自由度之間交叉耦合的問題,首次將模式搜索法應(yīng)用到光纖與光接收芯片對準(zhǔn)的多自由度搜索中。理論分析了光電探測器的耦合效率數(shù)學(xué)模型,運用爬山法與模式搜索法進(jìn)行仿真并與實驗結(jié)果進(jìn)行了對比,結(jié)果表明模式搜索法在耦合成功率和搜索速度上都明顯優(yōu)于爬山法。針對三自由度的光纖與光接收芯片的對準(zhǔn),使用模式搜索法的平均搜索時間在25s內(nèi),比使用爬山法的平均搜索時間約快20s,且使用模式搜索法的耦合成功率達(dá)到90%以上,比使用爬山法的耦合成功率高30%左右。

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【部分圖文】：

圖1光電探測器耦合模型

光電探測器模塊的封裝制造過程中，光纖與光接收芯片之間的耦合損耗可分為三種：傳輸損耗、模場匹配損耗和對準(zhǔn)偏差損耗（包括橫向位錯損耗、縱向位錯損耗以及軸向角度損耗）[4]，前兩項損耗主要取決于器件本身的制造誤差，而對準(zhǔn)偏差損耗則取決于光纖與芯片之間的對準(zhǔn)是否準(zhǔn)確，本文中只討論對準(zhǔn)偏差....

圖2光纖與光接收芯片五自由度對準(zhǔn)

圖1光電探測器耦合模型圖3為自行研制的光纖與光接收芯片自動耦合系統(tǒng)的示意圖。該系統(tǒng)的核心部分是自動對準(zhǔn)平臺，包括五個自由度的運動：X、Y、Z、θx、θy，各運動平臺都由兩相步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動。光功率計（Opticalpowermeter）檢測PD芯片上產(chǎn)生的響應(yīng)電流，系統(tǒng)在對準(zhǔn)算....

圖3光纖與光接收芯片耦合對準(zhǔn)系統(tǒng)

爬山法是有源光纖器件自動對準(zhǔn)領(lǐng)域的傳統(tǒng)控制算法，是一種尋找局部最優(yōu)的方法。從初始搜索位置開始，當(dāng)算法搜索到一個節(jié)點時，會將當(dāng)前節(jié)點與前后兩個相鄰節(jié)點的值進(jìn)行比較，若當(dāng)前節(jié)點的值最大，那么則認(rèn)為當(dāng)前節(jié)點為峰值，否則，就將當(dāng)前節(jié)點移動到最大值處的節(jié)點繼續(xù)進(jìn)行搜索，如此循環(huán)下去，找到最....

圖4爬山法原理圖

應(yīng)用爬山法進(jìn)行對準(zhǔn)耦合的具體步驟如圖4中所示：根據(jù)設(shè)定的初始步長和初始方向搜索到一個峰值，為了判斷該峰值是否為局部峰值，繼續(xù)沿當(dāng)前搜索方向搜索N個步長至檢測點，如果在搜索的N個步長所對應(yīng)的各個節(jié)點中有比剛剛找到的峰值更大的電流值，則將剛剛找到的峰值判定為局部峰值（LocalPe....

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