光纖光功率計規(guī)范

1光纖光功率計檢定規(guī)程本規(guī)程適用于光纖光功率計的首次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢查。JJG249—20040.1mW～200W激光功率計JJG965—2001通信用光功率計凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本規(guī)范。3計量單位光功率值通常用國際單位制的導出單位瓦(W)系列表征，工程中一般用毫分貝(dBm)表示功率的量值。以上兩種單位制可由式(1)換算：Pamm=10lg(Paw/lmW)光纖光功率計是用來測量各種光纖端面輸出光功率的儀器。光纖光功率是各類通過光纖傳輸?shù)墓庠春拖嚓P(guān)測量儀器以及光通信用儀表、器件等產(chǎn)品質(zhì)量評價的一個主要參量。光纖光功率計通常由探測器、信號處理系統(tǒng)和顯示器三部分構(gòu)成。由于使用不同的探測器，光纖光功率計可分為量熱型和光電型。量熱型光纖光功率計具有工作波長范圍寬、光譜響應(yīng)平坦、可承受較高功率等特點；但對環(huán)境條件要求較高，且測量范圍較窄、靈敏度低。光電型光纖光功率計具有環(huán)境條件適應(yīng)性強，測量范圍寬、靈敏度高，但工作波長范圍窄，有波長選擇性。這兩種類型的光纖光功率計均可通過顯示器或計算5.1修正值或修正因子在參考功率點，根據(jù)所用光功率的量值單位[量值單位由式(1)換算。下同],給修正值不確定度：不超過0.21dB(k=2),光功率量值單位為dBro;修正因子不確定度：不超過5%(k=2),光功率量值單位為W系列。2一般在被檢光纖光功率計常用的測量范圍內(nèi)選擇一點作為參考功率點。若測量范圍內(nèi)的非線性超過檢定要求，則可視情況在滿足檢定要求的非線性范圍外，再選擇一點或多點(一般以10dB為間隔)作為參考功率點。量熱型：通?？蛇x0dBm、10dBm、20dBm、30dBm或其他特定點中的一點。包含光纖與探測器耦合連接的重復(fù)性：不超過0.09dB或2%(測量次數(shù)n≥6)。在被檢光纖光功率計的測量范圍內(nèi)(應(yīng)大于30dB或3個數(shù)量級),不超過±0.13dB或±3%。6.1.1測量使用的各類配件及說明書齊全。6.1.2光纖光功率計應(yīng)有規(guī)格、型號、制造廠名、編號、標志、出廠日期等。6.1.3光纖光功率計探測器的接收面應(yīng)保持清潔、干燥、均勻，無變色、劃痕和脫落6.1.4光纖光功率計無影響計量性能的電氣、光學及機械故障和損傷。6.1.5對使用該功率計可能產(chǎn)生的危險輻射需有明確的防護要求或說明。6.2.1光纖光功率計的光纖適配器無松動且與光纖連接器連接順暢。計量器具控制包括首次檢定、后續(xù)檢定及使用中檢查。a)環(huán)境溫度：(23士5)℃;檢定期間溫度最大變化：±1℃;b)相對濕度：小于80%;d)檢定環(huán)境周圍無劇烈振動、強熱輻射和強電磁干擾。7.1.2計量標準器和主要設(shè)備a)量熱型標準光纖光功率計1)參考點不確定度：不超過0.13dB(k=2)或3%(k=2);2)工作波長：滿足不確定度要求的波長范圍或特定波長。1)參考點不確定度：不超過0.13dB(k=2)或3%(k=2);32)工作波長：滿足不確定度要求的波長范圍或特定波長；3)非線性(大于30dB或3個數(shù)量級):不超過±0.02dB或±0.5%。a)激光源1)輸出功率：>0dBm;2)波長：滿足檢定要求的工作波長，中心波長變化不超過±10nm;3)光譜半高寬(FWHM):<7nm(若光源波長處在光纖光功率計光譜響應(yīng)曲線曲率較大的波段，F(xiàn)WHM:<1nm,否則應(yīng)使用量熱型標準光纖光功率計);4)輸出功率穩(wěn)定度(15min):不超過士0.02dB或士0.5%。b)寬光譜光源(寬帶光源和其他非受激輻射光源等)1)輸出功率：>-20dBm;2)輸出功率穩(wěn)定度(15min):不超過士0.02dB或±0.5%。7.1.2.3光衰減器a)工作波長：滿足檢定要求的工作波長；b)衰減范圍：>40dB;分光比約為1:1的Y型光耦合器，光開關(guān)，多維光纖調(diào)節(jié)架，與光源及被檢儀器適配的連接器和光纖跳線,大功率光纖跳線，光纖切割器，耦合裝置等。7.2檢定項目和檢定方法光纖光功率計的檢定項目見表1.檢定項目首次檢定十十十(或修正因子)十十十十十十十+一注：“+”表示需檢定的項目，“一”表示不需檢定的項目。7.2.1外觀和光學系統(tǒng)檢查通過目視和手動結(jié)合，按6.1規(guī)定的各項內(nèi)容進行檢查。7.2.2修正值(或修正因子)檢定7.2.2.1通過與檢定設(shè)備及被檢儀器適配的光纖連接器或多維光纖調(diào)節(jié)架、光纖耦合裝置等連接被檢光纖光功率計和檢定設(shè)備(光源為寬光譜光源時應(yīng)使用量熱型光纖光功4率計；測量功率大于30dBm時應(yīng)使用大功率光纖跳線),光纖光功率計示值檢定裝置見圖1。光纖7.2.2.2在5.1條規(guī)定的參考功率點任選一點，按下面的步驟進行檢定。7.2.2.3將光纖與標準光纖光功率計連接，調(diào)整衰減器的衰減量，使標準光纖光功率計的測量值處于選定參考功率點附近。7.2.2.4讀取標準光纖光功率計上的測量值P。(量熱型光纖光功率計須待系統(tǒng)熱平衡后再讀數(shù)并扣除前后背景的平均值)并記錄。7.2.2.5將光纖與被檢光纖光功率計連接，讀取被檢光纖功率計上的示值P….(量熱型光纖功率計須待系統(tǒng)熱平衡后再讀數(shù)并扣除前后背景的平均值)并記錄。被檢示值的平均值F、F:P——標準光纖光功率計的測量值，dBm或W;P——被檢光纖光功率計的示值，dBm或W;P,—-標準光纖光功率計n次測量的算術(shù)平均值，dBm或P?！粰z光纖光功率計n次測量的算術(shù)平均值，dBm或7.2.2.7當量值單位為dBun時按式(4)計算修正值：P,——被檢光纖光功率計的示值，dBm;F——標準光纖光功率計的測量值，dBm。7.2.2.8當量值單位為W系列時，按式(5)計算修正因子：CF——修正因子；5dBm時，按式(6)計算實驗標準差，得到測量重復(fù)性rQQABQO圖2雙光源非線性檢定裝置框圍6AY型O圖3單光源非線性檢定裝置框圖a)對被檢光纖光功率計進行零點調(diào)校(清零)。接通A、B兩個光路，調(diào)整光衰減器的衰減量，使被檢光纖光功率計的示值接近檢定要求的測量上限(量值單位應(yīng)為Wb)控制光開關(guān)，分別測量A分路、B分路和A、B合路時被檢光纖光功率計的示值(量熱型光纖光功率計須待系統(tǒng)熱平衡后再讀數(shù)并扣除前后背景的平均值)PA、Pa、PB并記錄。c)打開A、B兩光路，調(diào)整光衰減器，使被檢光纖光功率計示值≥min(Pa,d)重復(fù)7.2.4.1步驟b)～7.2.4.1步驟c)n次，直至檢定要求的測量下限。整e)根據(jù)線性系統(tǒng)的疊加原理計算非線性修正因子： f)選擇參考點。為計算方便，以L?為參考點，計算各點的非線性修正因子NL;NL,=L,×NL-(i=1,2,3, L;——第i組測量的非線性修正因子；g)按式(10)計算檢定范圍內(nèi)被檢光纖光功率計的非線性：NL=±100%×(NLimx—NLimin)/2NL——檢定范圍內(nèi)被檢光纖光功率計的非線性；NLm——以L,為參考點的n個非線性修正因子中的最大值；NLmin——以L?為參考點的n個非線性修正因子中的最小值。若參考功率計(這里為標準光纖光功率計)在檢定范圍內(nèi)的非線性(或通過線性修7正)不超過±0.5%(土0.02dB),則可按下列步驟使用參考功率計比對法a)按7.2.2.1連接。對標準及被檢光纖光功率計進行零點調(diào)校(清零)。在被檢光纖光功率計測量范圍內(nèi)，以10dB間隔重復(fù)7.2.2.3～7.2.2.5直至檢定要求的測量b)按式(4)或式(5)計算，得出C或CF,(i=1,2,3,…,n)并按式(11)或式(12)計算檢定范圍內(nèi)被檢光纖光功率計的非線性：NL=±(Cmax—Cm)/2NL——檢定范圍內(nèi)被檢光纖光功率計的非線性；CFiu——n個修正因子中的最大值；7.3檢定結(jié)果處理7.3.1根據(jù)7.2條“檢定項目”逐條進行檢定，將檢定所得數(shù)據(jù)記錄于相應(yīng)表格中(見附錄A)并計算結(jié)果。符合本規(guī)程要求的判定為合格，反之為不合格。7.3.2經(jīng)檢定合格的光纖光功率計，出具檢定證書(見附錄B);檢定不合格的，發(fā)給檢定結(jié)果通知書，并注明檢定不合格項目。7.4檢定周期光纖光功率計的檢定周期一般不超過1年。8附錄A光纖光功率計檢定原始記錄頁原始記錄編號：證書編號：檢定日期：聯(lián)系人：依據(jù)的技術(shù)文件(代號、名稱):檢定使用的計量(基)標準裝置或主要標準測量池圍不確定度/準確度123456:修正值(或修正因子)(在×××dBm或W)修正值(或修正因子)(在×××dBm或W)9非線性檢定(比對法)修正值C,修正因子CF;123:n非線性(×××~×××):NL=±(Ciam-Cim)/2=±d8NL=±100%×(CFre-CFm)/2C,=士%非線性檢定(疊加法)1234:::n非線性(×××~×××):NL=±100%×(NLmu-NLia)/2=±%B.1光纖光功率計檢定證書內(nèi)頁格式檢定機構(gòu)授權(quán)說明測量范圍不確定度/準確度修正值(或修正因子)(在×××dBm或W)修正值(或修正因子)(在×××dBm或W)(×××~×××)2.檢定結(jié)果不確定度.被檢示值)B.2檢定結(jié)果通知書內(nèi)頁格式檢定結(jié)果的不確定度評定C.1.1光功率修正值考慮到各影響測量不確定度的輸入量，則有W——光源波長及譜寬變化引起的修正。對上式各輸入量求偏導數(shù)得到各不確定度分量的靈敏系數(shù)：因各不確定度分量相互獨立，則被測量的合成標準不確定度為：一般情況下，取包含因子k=2,則擴展不確定度為：根據(jù)5.1,若U≤0.21dB,則滿足檢定要求。C.1.2光功率修正因子CF=P,/P考慮到各影響測量不確定度的輸人量，則有CF=(P,/P)·F·WP.-—被檢光纖光功率計示值W——光源波長及譜寬變化引起的修正。對式(C.5)做對數(shù)變換及相應(yīng)處理，則各相對不確定度分量的靈敏系數(shù)|c;|均為1;因各不確定度分量相互獨立，則被測量的相對合成標準不確定度為：Uuu=√u2(P)+um2(P,)+um2(F)+u一般情況下，取包含因子k=2,則擴展不確定度為：根據(jù)5.1,若Um≤5%,則滿足檢定要求