Brevet FR2691540A1 — publié le 19931126

MODULE PORTE-ECHANTILLON DESTINE AUX TESTS D'UN COMPOSANT OPTIQUE La présente invention a pour objet un module porte-échantillon destiné au test d'un composant optique. Les composants optiques, en particulier les diodes laser, sont soumis en fin de fabrication à une série de tests destinés à mesurer et à vérifier leurs performances dans différentes conditions et dans différents environnements Un des tests couramment pratiqués est le test d'endurance cyclique ou de vieillissement ("burn-in") dans lequel le composant est soumis à des cycles thermiques prédéterminés, par exemple une série de cycles thermiques alternant entre -40 C et + 80 'C Au cours de ce test, on mesure le faisceau de la diode laser en même temps qu'un certain nombre d'éléments caractéristiques de la température ainsi que d'autres paramètres Dans les techniques actuellement mises en oeuvre dans les bancs de mesure de ce type, le composant optique doit être monté et démonté pour chacun des tests Les composants, tels que les diodes laser, qui sont fournis avec une certaine longueur de fibre optique sont fragiles Il est donc hautement souhaitable d'éviter ces opérations répétées de montage et de démontage qui risquent de les détériorer. La présente invention a pour objet un module porte-échantillon permettant de réaliser un test de vieillissement d'un composant optique tel qu'une diode laser, ainsi que d'autres tests, sans montage et démontage successifs du composant à mesurer. Le module porte-échantillon selon l'invention est ainsi caractérisé en ce qu'il comporte une première plaque de circuit imprimé comportant: une première région dans laquelle est disposée une deuxième plaque de circuit imprimé comportant des éléments de contact électrique agencés d'une part pour réaliser une connexion électrique avec des pattes de connexion dudit composant optique et d'autre part, pour solidariser mécaniquement le composant optique au deuxième circuit imprimé par lesdites pattes de connexion, une plaque thermiquement conductrice bloquée entre la première et la deuxième plaques de circuit imprimé et en contact mécanique avec une surface dissipatrice thermique du composant optique, la plaque thermiquement conductrice étant disposée face à une ouverture du premier circuit imprimé, et un couvercle solidaire du deuxième circuit imprimé et entourant substantiellement le composant optique, du côté opposé à la plaque thermiquement conductrice; une deuxième région dans laquelle est disposé un élément de mesure d'une caractéristique optique du composant optique. Le couvercle est avantageusement thermiquement isolant et porte une sonde thermique en contact avec une face du composant optique opposée à ladite surface dissipatrice thermique. Les pattes de connexion du composant optique peuvent être pincées entre le couvercle et ladite deuxième-plaque de circuit imprimé. La plaque thermo-conductrice peut être pincée sur une majeure partie de son contour externe entre deux entretoises solidaires des premier et deuxième circuits imprimes. La deuxième région peut comporter un logement pour recevoir une longueur de fibre optique du composant optique. La deuxième région peut comporter un moyen de fixation pour maintenir en position une férule dans laquelle est introduite une extrémité de la fibre optique En variante, la fibre optique peut comporter un connecteur d'extrémité maintenu en place dans la deuxième région. Le premier et le deuxième circuits imprimés peuvent comporter respectivement un premier et un deuxième moyens de connexion La deuxième région de circuit imprimé peut alors comporter au moins une ouverture à travers laquelle passe au moins un câble de connexion dont une extrémité est connectée à l'un au moins des premier et deuxième circuits imprimés. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, en liaison avec les dessins qui représentent: la figure l A, une vue en plan d'un module porte-échantillon selon l'invention, la figure l B, une coupe selon A-A de la figure l A, les figures 2 et 3, deux variantes de montage des extrémités de la fibre optique dans le module selon l'invention. Selon les figures l A et 1 B, un module comporte d'une part une première région 18 dans laquelle est logé un composant optique 1 à tester, le bras optique 1, par exemple une diode laser présente des pattes conductrices de sortie 2 qui sont prises en sandwich entre une plaquette de circuit imprimé 20 et un couvercle 5 vissé sur celui-ci par une vis quart-de- tour 61 La plaquette de circuit imprimé 20 est fixée par des vis 62 qui assurent la solidarité mécanique du circuit imprimé 20, de deux entretoises 11 et 12 et du circuit imprimé 10 Les entretoises 11 et 12 maintiennent en place par pincement une plaque thermiquement conductrice 15 qui est en contact mécanique avec une face dissipatrice de la chaleur 3 du composant 1 Le couvercle 5 présente une sonde de température 6 qui est en contact avec la face 4 du composant opposée à la face de dissipation thermique 3. Le boîtier 5 est en matériau thermiquement isolant, la sonde de température 6 permet à chaque instant d'évaluer la température du composant optique 1 tel qu'une diode laser. On remarquera que le circuit imprimé 20 comporte, en dehors de la zone de couvercle 5, un connecteur 57 et un relais à mercure 21. Le circuit imprimé 10 comporte, dans sa région 19, un logement 46 destiné à recevoir des spires 8 de fibre optique 7, cette fibre présentant à son extrémité une férule 9 disposée avec précision par rapport à un capteur de mesure 40 d'un type couramment utilisé dans les bancs de mesures de composants optiques La partie 19 du circuit imprimé 10 comporte également deux ouvertures 51 et 52 destinées à laisser passer des câbles, respectivement 53 et 54, portant à une extrémité des connecteurs, respectivement 55 et 56, destinés à coopérer respectivement avec le connecteur 57 du circuit imprimé 20 et un connecteur 58 implanté à la partie inférieure du circuit imprimé 10 Une ouverture 59 dans la région 19 du circuit imprimé 10 permet le passage d'un connecteur pour un circuit imprimé de base 30 solidaire de l'installation de test. Le circuit imprimé 10 présente quatre vis quart-de-tour 60 destinées à permettre son montage sur un circuit imprimé de base 30 constituant un poste d'un banc de mesure et qui porte des connecteurs (non représentés) coopérant avec des connecteurs situés aux autres extrémités des câbles 53 et 54 Pour le test de vieillissement comprenant des cycles thermiques, par exemple entre -40 et + 800, le circuit imprimé 30 présente, de manière connue, un élément à effet Peltier 31, collé sur un radiateur 33 solidaire d'un carter 35 à l'intérieur duquel circule un liquide de chauffage ou de refroidissement 32 à savoir de l'eau de ville ou bien de l'eau refroidie glycolée pour des tests impliquant des températures négatives ( plaque conductrice 15. L'effet Peltier 31 traverse une ouverture 14 du circuit imprimé 10 et s'étend au-delà de la surface de l'entretoise 11 pour venir en contact mécanique et thermique avec la plaque conductrice de la chaleur 15 dans laquelle est disposée une sonde de mesure de température 16. Il résulte de la structure décrite ci-dessus les caractéristiques suivantes. Le couvercle 5, par exemple monté sur charnière, est pourvu de doigts presseurs électriquement conducteurs 5 ' et d'une sonde de température 6 montée sur ressort assure une triple fonction, à savoir une pression individuelle sur chaque des pattes du module pour maintenir un bon contact électrique, un plaquage de la sonde de température 6 sur la face externe supérieure 4 du module pour mesurer sa température, et enfin l'isolation thermique du module La plaque thermiquement conductrice 15 est isolée thermiquement et mécaniquement des circuits imprimés 10 et 20 par les deux entretoises 11 et 12 constituées par des plaques en matériau isolant électrique et thermique Selon la figure 2, la dernière spire 45 de l'enroulement de spires 8 est maintenue en place en 41, l'extrémité 44 de la fibre, précédemment introduite dans un tube 42 en verre fabriqué avec précision, est bloquée en position de manière connue en soi, par une bride 43 de telle sorte que la fibre optique ait son axe optique positionné avec précision par rapport à la sonde de mesure 40 Selon la variante de la figure 3, l'extrémité de la fibre optique comporte un connecteur prémonté 46 qui coopère avec la sonde de mesure 40. Le module tel que décrit ci-dessus peut être démonté à l'aide des vis quart-de-tour 60 et utilisé sur d'autres bancs de tests, que ceux-ci présentent ou non des éléments de chauffage ou de refroidissement tels que les éléments Peltier 31. REVENDICATIONS 1 Module porte-échantillon destiné au test d'un composant optique, caractérisé en ce qu'il comporte une première plaque de circuit imprimé ( 10) comportant: une première région ( 18) dans laquelle est disposée une deuxième plaque de circuit imprimé ( 20) comportant des éléments de contact électrique ( 21) agencés d'une part pour réaliser une connexion électrique avec des pattes de connexion ( 2) dudit composant optique ( 1) et d'autre part, pour solidariser mécaniquement le composant optique ( 1) au deuxième circuit imprimé par lesdites pattes de connexion ( 2), une plaque thermiquement conductrice ( 15) bloquée entre la première ( 10) et la deuxième ( 20) plaques de circuit imprimé et en contact mécanique avec une surface dissipatrice thermique ( 3) du composant optique ( 1), la plaque thermiquement conductrice ( 15) étant disposée face à une ouverture ( 14) du premier circuit imprimé ( 10), et un couvercle ( 5) solidaire du deuxième circuit imprimé ( 20) et entourant substantiellement le composant optique ( 1), du côté opposé à la plaque thermiquement conductrice ( 15); une deuxième région ( 19) dans laquelle est disposé un élément de mesure ( 40) d'une caractéristique optique du composant optique ( 1). 2 Module porte-échantillon selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit couvercle ( 5) est thermiquement isolant et porte une sonde thermique ( 6) en contact avec une face ( 4) du composant optique ( 1) opposée à ladite surface dissipatrice thermique ( 3). 3 Module porte-échantillon selon la revendication 1, caractérisé en ce que les pattes de connexion ( 2) du composant optique ( 1) sont pincées entre ledit couvercle ( 5) et ladite deuxième plaque de circuit imprimé ( 20). 4 Module porte-échantillon selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque thermo-conductrice ( 15) est pincée sur une majeure partie de son contour externe entre deux entretoises ( 11, 12) solidaires des premier ( 10) et deuxième ( 20) circuits imprimés. Module porte-échantillon selon la revendication 1, caractérisé en ce que la deuxième région ( 19) comporte un logement ( 46) pour recevoir une longueur ( 8) de fibre optique ( 7) du composant optique ( 1) - 6 Module porte-échantillon selon la revendication 5, caractérisé en ce que la deuxième région ( 19) comporte un moyen de fixation ( 43) maintenant en position un tube ( 42) dans lequel est introduite une extrémité ( 44) de ladite fibre optique ( 7). 7 Module porte-échantillon selon la revendication 5, caractérisé en ce que la fibre optique ( 7) comporte un connecteur d'extrémité ( 46) maintenu en place dans la deuxième région ( 19). 8 Module porte-échantillon selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier circuit imprimé ( 10) comporte un premier moyen de connexion ( 58) et en ce que le deuxième circuit imprimé comporte un deuxième moyen de connexion ( 57). 9 Module porte-échantillon selon la revendication 8, caractérisé en ce que la deuxième région ( 19) du premier circuit imprimé ( 10) comporte au moins une ouverture ( 51, 52) à travers laquelle passe au moins un câble de connexion ( 53, 54) dont une extrémité ( 55, 56) est connectée à l'un au moins des moyens de connexion ( 57, 58) des premier ( 10) et deuxième ( 20) circuits imprimés.