通信用光纖預(yù)制棒的測量方法

通信用光纖預(yù)制棒的測量方法本文件描述了通信用光纖預(yù)制棒的表面質(zhì)量和內(nèi)部缺陷、光學(xué)參數(shù)、幾何參數(shù)、羥基本文件適用于通信用單模光纖實(shí)心光纖預(yù)制棒(以下簡稱“實(shí)心預(yù)制棒”)和組裝光纖預(yù)制棒(以下簡稱“組裝預(yù)制棒”)的檢驗(yàn)，多模光纖預(yù)制棒也可參考使用。2規(guī)范性引用文件僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件：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GB/T3284石英玻璃化學(xué)成分分析方法GB/T6062產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范(GPS)表面結(jié)構(gòu)輪廓法接觸(觸針)式儀器的標(biāo)稱特性GB/T12442石英玻璃中羥基含量檢驗(yàn)方法GB/T14733.12電信術(shù)語光纖通信(GB/T14733.12-2008,IEC60050(731):1991,IDT)YD/T2797.1-2015通信用光纖預(yù)制棒技術(shù)要求第1部分：波長段擴(kuò)展的非色散位移單模光纖預(yù)制棒YD/T2797.2-2018通信用光纖預(yù)制棒技術(shù)要求第2部分：彎曲損耗不敏感單模光纖預(yù)制棒YD/T2797.3-2019通信用光纖預(yù)制棒技術(shù)要求第3部分：波長段擴(kuò)展的非色散位移單模光纖組裝用于拉制通信用光纖的以二氧化硅為主要材料的圓柱形玻璃棒，也可簡稱預(yù)制棒，它組成。光纖預(yù)制棒按照芯棒和包層的結(jié)合方式，分為實(shí)心光纖預(yù)制棒和組裝光纖預(yù)制棒兩類實(shí)心光纖預(yù)制棒solidooticalfi芯棒和包層為一體的光纖預(yù)制棒將芯棒插入包層套管內(nèi)組裝后直接用于拉制光纖的光纖預(yù)制棒。實(shí)心光纖預(yù)制棒或組裝光纖預(yù)制棒的芯棒內(nèi)包層的折射率。國繞光纖預(yù)制棒芯層或芯棒芯層的同心圓柱形部分。包層直徑claddingdiameter實(shí)心光纖預(yù)制棒外緣直徑或組裝光纖預(yù)制棒的芯棒外緣直徑，單位為毫米(mm)。實(shí)心光纖預(yù)制棒、組裝光纖預(yù)制棒的芯棒或套管在有效長度內(nèi)最大直徑和最小直組成實(shí)心光纖預(yù)制棒或組裝光纖預(yù)制棒的非預(yù)期的金屬或非金屬元素、官能團(tuán)或化合物等4總則光纖預(yù)制棒測量項(xiàng)目及方法應(yīng)按表1進(jìn)行。1目視法內(nèi)部缺陷目視法2棒棒33表1(續(xù))表1(續(xù))485955.1.1方法概述表面質(zhì)量采用目視法進(jìn)行檢測檢測裝置包括冷光燈，測量平臺(tái)等。冷光燈在被測件觀察點(diǎn)光照強(qiáng)度為400Lux～1200Lux。測量平臺(tái)宜采用精度等級(jí)0級(jí)～3級(jí)的平板，其長度應(yīng)與被測件長度相匹配。檢測宜在暗室中進(jìn)行。在冷光燈的照射下，觀察被測件表面是否存在目力可見的劃痕、裂紋、磨痕、記錄有無目力可見的劃痕、裂紋、磨痕、雜點(diǎn)等。5.2套管表面粗糙度測量套管表面粗糙度采用機(jī)械測量法進(jìn)行測量。測量裝置包括粗糙度測試儀、測量平臺(tái)。粗糙度測試儀應(yīng)符合GB/T6062中的規(guī)定。測量平臺(tái)宜采用精度等級(jí)0級(jí)～3級(jí)的平板，其長度應(yīng)與被測件長度相匹配。沿著套管長度方向，在有效長度范圍內(nèi)均勻測量至少2個(gè)位置點(diǎn)，使用粗糙度測試儀測量每個(gè)位置點(diǎn)的粗糙度值。依次記錄粗糙度值，用R,Rg,……表示。每個(gè)測量位置點(diǎn)的粗糙度按照算術(shù)平均值計(jì)算。取所有測量位置點(diǎn)表面粗糙度算術(shù)平均值的最大值作為套管表面粗糙度，用Ra表示。記錄套管表面的粗糙度值。內(nèi)部缺陷采用目視法進(jìn)行檢測。檢測裝置包括被測件放置平臺(tái)，光照強(qiáng)度在1200Lux以上的鹵素?zé)艋蚱渌刃Ч庠矗哥R，分辨率不低于1mm的直尺或卷尺，經(jīng)過標(biāo)定的比對卡，測量平臺(tái)。測量平臺(tái)宜采用精度等級(jí)0級(jí)～3級(jí)的平板，其長度應(yīng)與被測件長度相匹配。在暗室環(huán)境中，在允許的情況下，首先用光源垂直照射被測件尾端(圖1所示),判斷缺陷的位置對被測件全長范圍內(nèi)的缺陷進(jìn)行觀察。60圖1光源垂直照射被測件尾端示意圖光源經(jīng)過被測件透射后可觀測到被測件芯層和包層內(nèi)可能存在的多種缺陷。在觀察到缺陷的區(qū)域緩慢圍繞被測件軸心轉(zhuǎn)動(dòng)被測件，依據(jù)缺陷位置變化確定其在被測件內(nèi)具體位置，可觀測到被測件芯層和包層內(nèi)可能存在的多種缺陷的尺寸，以比對卡在被測件表面比對缺陷尺寸。記錄缺陷尺寸、數(shù)量及對應(yīng)的長度方向位置。6光學(xué)參數(shù)測量6.1折射率剖面分布測量折射率剖面分布是采用折射角法測量得到的。測量裝置應(yīng)符合附錄A.3的規(guī)定。測量程序應(yīng)按照附錄A.4執(zhí)行。記錄折射率剖面數(shù)據(jù)及對應(yīng)的長度方向位置。6.2芯/包層相對折射率差測量6.2.1方法概述芯/包層相對折射率差是采用折射角法，獲得折射率剖面分布，再進(jìn)行計(jì)算得到的。測量裝置應(yīng)符合附錄A.3的規(guī)定。應(yīng)按照附錄A.4執(zhí)行。7-(4.)9--(7.)3+10k,m)=8,0k,m)+a((,k,m)-a?0,k,m)---…(1 7.6.3程序演光光源接揮 7.8.3程序7.8.5結(jié)果 (規(guī)范性)對變折射率材料的折射率分布測量方法有：莫爾法、橫向干涉法、聚焦法、空間濾波法等。目前折射角法已用于光纖和預(yù)制棒的折射率分布測量。折射角法是若干種非破壞性測量方法之一，適用于具有較大折射率差的通信用光纖預(yù)制棒或芯棒的測量。本附錄規(guī)定了折射角法的測量和計(jì)算方法A.2折射角法測量原理準(zhǔn)直平行光束橫向垂直入射到實(shí)心預(yù)制棒或芯棒，由實(shí)心預(yù)制棒或芯棒折射后出射光光線射入實(shí)心預(yù)制棒或芯棒徑向入射點(diǎn)的位置Y的關(guān)系(偏轉(zhuǎn)函數(shù))取決于實(shí)心預(yù)制棒或芯棒內(nèi)在的折射率分布。通過公式(A.1)可以從偏轉(zhuǎn)函數(shù)求出實(shí)心預(yù)制棒或芯棒的徑向折射率分布n(r)。式中：r——芯棒或芯層的半徑，單位為毫米(mm):a——預(yù)制棒或芯棒的包層的半徑，單位為毫米(mm)。測量原理如圖A.1所示。測量原理如圖A.1所示。圖A.1折射角法原理示意圖實(shí)心預(yù)制棒或芯棒折射率分布測量裝置采用光纖預(yù)制棒分析儀(如圖A.2所示),以及數(shù)據(jù)處理系圖A.2光纖預(yù)制棒分析儀原理示意圖應(yīng)使用一個(gè)輸出功率為2mW-20mw的偏振激光器。一般選用波長為632.8nm,發(fā)散角≤1.5mrd的A.3.3注入光學(xué)系統(tǒng)采用這種光注入技術(shù)時(shí)，應(yīng)使用注入端與注入光束重復(fù)對中并穩(wěn)定固定的定位裝置。一般光學(xué)系統(tǒng)采用滿功率注入方法A.3.4匹配油室匹配油室中的折射率匹配液的折射率應(yīng)稍高于純石英玻璃的折射率。A.3.5光探測器只要能收集全部折射光，可采用任何方便的方法收集折射光，并傳到探測器。探測器的位置由計(jì)算機(jī)控制的X-Y電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，并由X-Y電子測微計(jì)檢測A.3.6獲取數(shù)據(jù)按照掃描法和規(guī)定要求，記錄處理測得的光強(qiáng)分布、偏折角度，并以合適的形式給出。折射率分布的測量應(yīng)保持在折射率匹配油要求的溫度范圍內(nèi)測量，且被測件應(yīng)與折射率匹配油的溫所述折射角法測量記錄折射率剖面曲線n(r)數(shù)據(jù)，折射率剖面數(shù)據(jù)包含有兩列，分別為位置數(shù)值與折射率測量值，每一個(gè)位置數(shù)值都對應(yīng)一個(gè)折射率測量值，位置數(shù)值的步長應(yīng)不大于0.1mm。該折射率剖面數(shù)據(jù)可用于依次計(jì)算芯層直徑、包層直徑、芯層相對折射率、包層相對折射率、實(shí)心預(yù)制棒或芯棒芯/包層相對折射率差。定義實(shí)心預(yù)制棒或芯棒中折射率不同的兩層結(jié)構(gòu)之間的界面為邊界，相應(yīng)邊界對應(yīng)的位置數(shù)據(jù)絕對值即為芯層直徑、包層直徑等幾何尺寸的半徑值。以下給出了三種方法對剖面數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理識(shí)別邊界。三種方法其中門限法為基準(zhǔn)法。Indexmm,通過公式(A.2)計(jì)算折射率門限值Tx,最后在折射率剖面數(shù)據(jù)的查找區(qū)域中查找折射率第一次大于或等于折射率門限值7T時(shí)所對應(yīng)的位置數(shù)值，位置數(shù)值單位為毫米(mm)。Tx=(ndexma+Indexmi)×T…式中：Tx——門限值，無量綱；Indexmr——查找區(qū)域中折射率的最大值；Indexmm——查找區(qū)域中折射率的最小值；供需雙方也可以自行協(xié)商確定折射率門限值Tx。在實(shí)心預(yù)制棒或芯棒折射率剖面數(shù)據(jù)的查找區(qū)域中數(shù)據(jù)的一階導(dǎo)數(shù)數(shù)據(jù)組，然后在該一階導(dǎo)數(shù)數(shù)組中查找最大值，將該最大值與設(shè)定的閥值T相乘得到折射率一階導(dǎo)數(shù)門限值T。最后在一階導(dǎo)數(shù)數(shù)組的查找區(qū)域中查找第一次大于或等于折射率一階導(dǎo)數(shù)門限值Ts時(shí)所對應(yīng)的位置數(shù)值，位置數(shù)值單位為毫米Ts=0Indermar×T---…式中：Ts——門限值，單位為毫米分之一(mm):0ndexmax——查找區(qū)域中折射率一階導(dǎo)數(shù)最大值最大斜率通常需要設(shè)定閱值T為1.0,供需雙方也可以自行協(xié)商確定折射率一階導(dǎo)數(shù)門限值Ts在實(shí)心預(yù)制棒或芯棒折射率剖面數(shù)據(jù)的查找區(qū)域中數(shù)據(jù)的二階導(dǎo)數(shù)數(shù)據(jù)組，然后在該二階導(dǎo)數(shù)數(shù)組中查找最大值，將該最大值與設(shè)定的閾值T相乘得到折射率二階導(dǎo)數(shù)門限值7,最后在二階導(dǎo)數(shù)數(shù)組的查找區(qū)域中查找第一次大于或等于折射率二階導(dǎo)數(shù)門限值Ty時(shí)所對應(yīng)的位置數(shù)值，位置數(shù)值單位為毫米 Tv=o2Indexmax×T--Tv—-門限值，單位為毫米的平方分之一(mm2):o2mdexmar-—查找區(qū)域中折射率二階導(dǎo)數(shù)最大值：T——設(shè)置的的閥值。取值范圍為[0.0,1.0]:最大斜率通常需要設(shè)定閱值7為1.0,供需雙方也可以自行協(xié)商確定折射率二階導(dǎo)數(shù)門限值7y。根據(jù)A.5得到： 芯層直徑： 包層直徑 ——