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通信 / 航天光器件快速溫變測(cè)試方案 保障工況運(yùn)行可靠性
更新時(shí)間:2025-12-22   點(diǎn)擊次數(shù):260次

一、概述

光器件作為光纖通信、光傳感、激光技術(shù)等領(lǐng)域的核心基礎(chǔ)組件,其工作環(huán)境往往伴隨溫度的劇烈波動(dòng),如戶外通信基站、工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)、航空航天等場(chǎng)景,溫度變化會(huì)直接影響光器件的光學(xué)性能(如插入損耗、回波損耗、偏振相關(guān)損耗)、電學(xué)性能(如驅(qū)動(dòng)電流、輸出功率)及機(jī)械穩(wěn)定性,進(jìn)而影響整個(gè)光系統(tǒng)的可靠性與使用壽命。

快速溫變測(cè)試解決方案旨在通過模擬光器件在實(shí)際應(yīng)用中的溫度循環(huán)環(huán)境,精準(zhǔn)評(píng)估其在快速溫度變化條件下的性能穩(wěn)定性與環(huán)境適應(yīng)性,為光器件的設(shè)計(jì)優(yōu)化、質(zhì)量篩選及可靠性驗(yàn)證提供科學(xué)依據(jù)。測(cè)試嚴(yán)格遵循相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(如IEC 60068-2-14、GR-468-CORE等),確保測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性、重復(fù)性與性。

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二、實(shí)驗(yàn)/設(shè)備條件

1. 環(huán)境條件:

測(cè)試環(huán)境溫度:23℃±5℃,相對(duì)濕度:45%~75%,無明顯氣流干擾,避免灰塵、腐蝕性氣體及強(qiáng)電磁輻射影響。

供電條件:AC 220V±10%,50Hz±1Hz,配備穩(wěn)定電源及過載保護(hù)裝置,確保測(cè)試設(shè)備供電穩(wěn)定。

2 .核心設(shè)備:

快速溫變?cè)囼?yàn)箱:溫度范圍-40℃~150℃,升溫速率≥5℃/min,降溫速率≥3℃/min,溫度均勻度±2℃,濕度范圍(可選)20%~98%RH,配備透明觀察窗及樣品架,支持溫度循環(huán)程序編程控制,滿足不同測(cè)試工況需求。

三、樣品提取:

1. 樣品選取原則:遵循“代表性、隨機(jī)性、一致性"原則,從同一批次生產(chǎn)的光器件中選取樣品,確保樣品的型號(hào)、規(guī)格、生產(chǎn)工藝與批量產(chǎn)品一致,避免因樣品差異導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果失真。

2.樣品數(shù)量與要求:

樣品數(shù)量:根據(jù)測(cè)試目的及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求確定,常規(guī)可靠性驗(yàn)證測(cè)試選取5~10件;批量質(zhì)量抽檢選取3~5件;特殊關(guān)鍵器件可增加至10~20件。樣品狀態(tài):選取外觀無損傷、引腳/連接器無氧化、封裝完好的合格樣品;測(cè)試前需對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)處理,即置于標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境(23℃±2℃,50%±5%RH)中靜置24h,消除樣品前期環(huán)境影響。

3.樣品標(biāo)識(shí)與記錄:對(duì)選取的樣品進(jìn)行編號(hào)標(biāo)識(shí),記錄樣品的生產(chǎn)批號(hào)、生產(chǎn)日期、型號(hào)規(guī)格、初始外觀狀態(tài)及初始性能參數(shù)(如常溫下的插入損耗、驅(qū)動(dòng)電流等),建立樣品測(cè)試檔案,確保測(cè)試全程可追溯。

四、實(shí)驗(yàn)操作方法

1. 設(shè)備調(diào)試:開啟快速溫變?cè)囼?yàn)箱,預(yù)熱30min,校準(zhǔn)溫度傳感器精度;調(diào)試光性能測(cè)試系統(tǒng)與電學(xué)測(cè)試設(shè)備,確保光源輸出穩(wěn)定、測(cè)試儀器精度達(dá)標(biāo),連接光纖鏈路并檢查鏈路損耗,確保鏈路插入損耗≤0.5dB。

2. 樣品安裝:將預(yù)處理后的樣品固定在試驗(yàn)箱內(nèi)的樣品架上,確保樣品擺放均勻,與箱體內(nèi)壁、其他樣品保持足夠距離(≥5cm),避免溫度場(chǎng)不均;通過試驗(yàn)箱的引線孔連接樣品的光纖接口與電學(xué)接口,確保連接牢固,引線布局合理,避免拉扯損傷。

3.溫變程序設(shè)置:

根據(jù)光器件的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景及測(cè)試標(biāo)準(zhǔn),編程設(shè)置快速溫變循環(huán)參數(shù),典型測(cè)試工況如下(可按需調(diào)整):

- 溫度范圍:低溫段-40℃,高溫段85℃;

- 升溫速率:10℃/min,降溫速率:10℃/min;

- 恒溫時(shí)間:低溫段恒溫30min,高溫段恒溫30min;

- 循環(huán)次數(shù):100次(可根據(jù)可靠性要求增加至500次、1000次)。

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4.測(cè)試過程執(zhí)行:

1)啟動(dòng)快速溫變?cè)囼?yàn)箱,執(zhí)行預(yù)設(shè)的溫度循環(huán)程序,同時(shí)啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),實(shí)時(shí)同步采集溫度數(shù)據(jù)]、光學(xué)參數(shù)數(shù)據(jù)、電學(xué)參數(shù)數(shù)據(jù),采樣間隔設(shè)置為1min/次,特殊溫變階段(如升溫、降溫拐點(diǎn))可縮短至30s/次。

2)測(cè)試過程中,通過試驗(yàn)箱觀察窗實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)樣品狀態(tài),若出現(xiàn)樣品封裝破裂、光纖脫落、參數(shù)突變等異常情況,立即暫停測(cè)試,記錄異常發(fā)生的溫度、時(shí)間及參數(shù)變化值,分析異常原因。

3)溫度循環(huán)程序結(jié)束后,將試驗(yàn)箱溫度恢復(fù)至標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境溫度(23℃±2℃),讓樣品在箱內(nèi)靜置2h,待樣品溫度與環(huán)境溫度平衡后,停止數(shù)據(jù)采集。

5.測(cè)試后處理:取出樣品,觀察并記錄樣品的外觀狀態(tài)(是否有變形、開裂、氧化等);再次測(cè)試樣品的光學(xué)參數(shù)和電學(xué)參數(shù),與初始基準(zhǔn)數(shù)據(jù)對(duì)比,完成測(cè)試數(shù)據(jù)的初步整理。


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