GB-T15972.5-1998 光纖總規(guī)范 第5部分：環(huán)境性能試驗方法

中華人民共和國國家標(biāo)準

光纖總規(guī)范

第部分環(huán)境性能試驗方法

發(fā)布實施

國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局

發(fā)布

前言

本標(biāo)準是等效采用國際電工委員會光纖第部分總規(guī)范第篇環(huán)境性

能試驗方法對光纖的環(huán)境性能試驗方法和光纖總規(guī)范的

進行修訂的

這樣使我國的光纖國家標(biāo)準與國際標(biāo)準相一致以適應(yīng)在此領(lǐng)域的國際技術(shù)交流和貿(mào)易往來迅速

發(fā)展的需要

本標(biāo)準與相比增加了核輻照試驗方法

在光纖總規(guī)范總標(biāo)題下包括五個部分

第部分即總則

第部分即尺寸參數(shù)試驗方法

第部分即機械性能試驗方法

第部分即傳輸特性和光學(xué)特性試驗方法

第部分即環(huán)境性能試驗方法

本標(biāo)準是第部分

本標(biāo)準從實施之日起同時代替和

本標(biāo)準由中華人民共和國郵電部和電子工業(yè)部共同提出

本標(biāo)準由郵電部電信科學(xué)研究規(guī)劃院歸口

本標(biāo)準起草單位郵電部武漢郵電科學(xué)研究院電子工業(yè)部上海傳輸線研究所

本標(biāo)準主要起草人陳永詩劉澤恒吳金良陳國慶

前言

國際電工委員會是一個包括所有國家電工委員會國家委員會的世界性標(biāo)準化組

織的目標(biāo)是促進電氣和電子領(lǐng)域內(nèi)涉及的所有標(biāo)準化問題的國際合作為此目的除其他活動外

發(fā)布國際標(biāo)準標(biāo)準的制定委托給技術(shù)委員會對該內(nèi)容感興趣的任何國家委員會都可以參

加這個制定工作與有聯(lián)系的國際的政府的和非政府的組織也可參加制定工作與國際標(biāo)準

化組織按照雙方協(xié)商確定的條件進行密切合作

在技術(shù)問題上的正式?jīng)Q議或協(xié)議是由對這些問題特別關(guān)切的國家委員會參加的技術(shù)委員

會制定的對所涉及的問題盡可能地代表了國際上的一致意見

這些決議或協(xié)議應(yīng)按國際應(yīng)用的建議以標(biāo)準技術(shù)報告或?qū)t的形式發(fā)布并在此意義上為各

國家委員會所接受

為了促進國際上的統(tǒng)一各國家委員會有責(zé)任使其國家和地區(qū)標(biāo)準盡可能采用國際標(biāo)

準國家或地區(qū)標(biāo)準與標(biāo)準之間的任何差異應(yīng)在國家或地區(qū)標(biāo)準中清楚地指明

國際標(biāo)準是由第技術(shù)委員會纖維光學(xué)的第分委員會光纖光纜制定

的

年頒布的的第版已被修改它被分成了個標(biāo)準每個標(biāo)準包括一篇

的第版取消并替代的第篇形成了一個修改不大的修訂版

本標(biāo)準應(yīng)與下列標(biāo)準結(jié)合起來使用

光纖第部分總規(guī)范第篇總則

光纖第部分總規(guī)范第篇尺寸參數(shù)試驗方法

光纖第部分總規(guī)范第篇機械性能試驗方法

光纖第部分總規(guī)范第篇傳輸特性和光學(xué)特性試驗方法

本標(biāo)準文本以下列文件為依據(jù)

國際標(biāo)準草案表決報告

表決批準本標(biāo)準的全部資料可在上表列出的表決報告中查閱

中華人民共和國國家標(biāo)準

光纖總規(guī)范

第部分環(huán)境性能試驗方法

代替

一部分

國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局批準實施

范圍

本標(biāo)準規(guī)定了進行光纖環(huán)境性能試驗的方法和對光纖環(huán)境性能的統(tǒng)一要求

本標(biāo)準適用于成品光纖環(huán)境性能的商業(yè)性檢驗

引用標(biāo)準

下列標(biāo)準所包含的條文通過在本標(biāo)準中引用而構(gòu)成為本標(biāo)準的條文本標(biāo)準出版時所示版本均

為有效所有標(biāo)準都會被修訂使用本標(biāo)準的各方應(yīng)探討使用下列標(biāo)準最新版本的可能性

電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗規(guī)程試驗長霉試驗方法

電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗規(guī)程試驗溫度變化試驗方法

光纖總規(guī)范第部分傳輸特性和光學(xué)特性試驗方法

環(huán)境性能試驗項目

應(yīng)通過使試樣經(jīng)受由表選擇的試驗來檢驗光纖符合環(huán)境要求的能力采用的試驗試驗的組合

有關(guān)條件試驗數(shù)目及接受合格判據(jù)如機械和傳輸特性合格判據(jù)應(yīng)按產(chǎn)品規(guī)范的規(guī)定

表光纖的環(huán)境性能

試驗方法標(biāo)準號試驗方法試驗方法適用的性能

溫度循環(huán)氣候適應(yīng)性能

污染在考慮之中耐化學(xué)性能

試驗霉菌生長耐生物性能

核輻照耐核輻照性能

工作定義

在考慮之中

方法溫度循環(huán)

目的

本方法用于對光纖進行溫度循環(huán)試驗以確定交付的光纖在貯存運輸和使用期間對可能經(jīng)受的溫

度變化的衰減穩(wěn)定性

光纖衰減的溫度依賴性試驗條件應(yīng)模擬最壞的情況

試樣制備

試樣為出廠長度或按產(chǎn)品規(guī)范規(guī)定的足夠長度并應(yīng)為可達到所需試驗準確度的適當(dāng)長度建議被

試光纖最短長度為類光纖應(yīng)不短于類光纖應(yīng)不短于

為了得到具有重復(fù)性的試驗結(jié)果試驗光纖應(yīng)松弛地繞成圈或繞在線盤上并置于氣候箱內(nèi)

試驗結(jié)果可能會受到光纖彎曲半徑的影響基于這個考慮對試樣應(yīng)盡可能以接近通常的使用條件

進行處理在試樣繞在盤上進行試驗的情況下光纖應(yīng)以在不改變正常使用條件下可能產(chǎn)生的所有光纖

特性衰減長度等變化的方式卷繞

可能的問題是因為光纖試樣和線架線軸滾筒線盤等之間熱膨脹系數(shù)的實際差異造成的如果

不完全滿足無影響條件則在熱循環(huán)過程中就能夠?qū)υ囼灲Y(jié)果產(chǎn)生重大影響

有影響的因素主要是條件處理細節(jié)線架的類型和材料試樣圈或光纖盤的直徑等

通常建議如下

卷繞直徑應(yīng)足夠大以保證光纖有適應(yīng)不同膨脹和收縮的能力

可能需要比交付光纖盤尺寸大得多的卷繞直徑

應(yīng)該抑制由環(huán)境試驗條件產(chǎn)生的光纖膨脹或收縮限制的危險要特別小心避免試驗期間光

纖有殘余張力因此建議光纖不要緊繞在光纖盤上否則它將限制光纖低溫下的收縮多層的緊繞能限

制高溫下的膨脹

采用諸如大直徑圈具有柔軟墊層的緩沖式線軸或無張力的輕便器具的松散盤繞

由于試驗后難于再將光纖適當(dāng)?shù)乩@起來這項試驗通常是破壞性的

試驗裝置

衰減測量裝置

應(yīng)使用一個合適的衰減變化測量裝置來測定衰減的變化見規(guī)定的方法

和方法

氣候箱

氣候箱的大小應(yīng)適于容納被試樣品溫度應(yīng)控制在規(guī)定試驗溫度的以內(nèi)氣候箱的實例見

試驗程序

初始測量

試驗前應(yīng)按制造者與買方之間協(xié)議規(guī)定的預(yù)處理條件對試樣進行預(yù)處理目視檢查外觀并測定環(huán)

境溫度下的衰減基準值

溫度循環(huán)

將處于環(huán)境溫度下的試樣置入同樣溫度的氣候箱內(nèi)并將試樣兩端引出箱外與

中方法或方法的測量裝置連接

應(yīng)以適當(dāng)?shù)睦鋮s速率將氣候箱溫度降至規(guī)定的低溫

箱內(nèi)溫度達到穩(wěn)定后應(yīng)使試樣在此低溫下保溫適當(dāng)?shù)臅r間

應(yīng)以適當(dāng)?shù)募訜崴俾蕦夂蛳錅囟壬烈?guī)定的高溫

箱內(nèi)溫度達到穩(wěn)定后應(yīng)使試樣在此高溫下保溫適當(dāng)?shù)臅r間

應(yīng)以適當(dāng)?shù)睦鋮s速率將氣候箱溫度降至環(huán)境溫度值

上述程序構(gòu)成一個循環(huán)見圖

除非另有規(guī)定試樣應(yīng)經(jīng)受兩個循環(huán)試驗

產(chǎn)品規(guī)范應(yīng)規(guī)定溫度循環(huán)過程中試樣允許衰減變化量及外觀檢查要求和進行檢驗的周期

試樣從氣候箱內(nèi)取出之前應(yīng)已在環(huán)境溫度下達到溫度穩(wěn)定

和冷卻加熱速率應(yīng)在產(chǎn)品規(guī)范中規(guī)定

應(yīng)注意在冷卻和加熱階段末光纖溫度不得與氣候箱內(nèi)規(guī)定溫度有顯著差別

圖試驗時氣候箱內(nèi)溫度曲線

恢復(fù)

如果環(huán)境溫度不是試樣從氣候箱內(nèi)取出后進行試驗所要采用的標(biāo)準大氣條件則應(yīng)使試樣

在此條件下達到溫度穩(wěn)定

產(chǎn)品規(guī)范可對給定類型的試樣規(guī)定特定的恢復(fù)周期

最后測量

應(yīng)按產(chǎn)品規(guī)范規(guī)定對試樣進行外觀光學(xué)和機械性能檢查并按中第

章的有關(guān)程序計算試樣衰減變化

結(jié)果

試驗結(jié)果報告應(yīng)包括下列內(nèi)容

試驗名稱

試驗日期和操作人員

光纖識別號

試樣長度

試驗波長

衰減測量方法裝置及重復(fù)性

試驗嚴酷度循環(huán)次數(shù)溫度循環(huán)曲線圖試驗溫度和保溫時間

濕度是否受控如受控應(yīng)記錄濕度

規(guī)定波長下作為溫度循環(huán)函數(shù)的衰減變化

還應(yīng)提供下列資料

試樣線圈或線軸直徑

卷繞細節(jié)

線圈線軸其他當(dāng)采用緩沖或線軸情況下要說明緩沖類型

單層或多層卷繞

開式卷繞或籃式盤繞

卷繞張力和零張力輕便器具

線架類型和材料

試樣狀態(tài)垂直水平

方法污染

在考慮之中

方法核輻照

測量光纖和光纜中輻照效應(yīng)的程序

范圍

本試驗程序概述了測量暴露在輻照環(huán)境下光纖和光纜穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的試驗方法該方法能用于測定

因暴露在輻照下成纜或未成纜單模光纖或多模光纖中產(chǎn)生的輻照感應(yīng)衰減值本試驗不是光纖光纜

中非光學(xué)材料元件的檢驗如果要研究暴露在輻照下光纜材料的退化則要求其他試驗方法

背景

當(dāng)暴露在輻照環(huán)境時成纜或未成纜光纖的衰減通常都會增加這主要是由于在玻璃缺陷部位俘

獲了輻照分解的電子和空穴所造成的即形成了色心本試驗程序集中在兩種感興趣的狀態(tài)適合于評

估環(huán)境背景輻照效應(yīng)的低劑量狀態(tài)和適合于評估有害核環(huán)境效應(yīng)的高劑量狀態(tài)采用類似于

中衰減測量方法可實現(xiàn)環(huán)境背景輻照效應(yīng)的試驗通過監(jiān)測試樣暴露

在輻照前后及期間的功率可實現(xiàn)有害核環(huán)境效應(yīng)試驗由光光漂白或熱作用導(dǎo)致的色心減少產(chǎn)生

的恢復(fù)效應(yīng)減小了輻照感應(yīng)衰減恢復(fù)效應(yīng)可在較寬時間范圍內(nèi)發(fā)生這使得輻照引起

的衰減變化特征變得復(fù)雜化因為衰減與許多變量有關(guān)包括試驗環(huán)境溫度試樣結(jié)構(gòu)施加于試樣的總

劑量和劑量率以及測量它所使用的光平

警告

在實驗室進行本試驗時應(yīng)采取嚴格控制和合適的防護措施應(yīng)由精心挑選的訓(xùn)練有素的人員進行

這項試驗如果操作不當(dāng)或無合格條件這項試驗對于試驗人員是危險的

試樣制備

試樣選擇

光纖試樣應(yīng)是按產(chǎn)品規(guī)范中規(guī)定的具有代表性的光纖樣品

光纜試樣應(yīng)是按產(chǎn)品規(guī)范中描述的具有代表性的光纜樣品應(yīng)至少包含一根規(guī)定的光纖

環(huán)境背景輻照試驗樣品

試樣長度應(yīng)為受反應(yīng)器限制要用較短長度時試樣長度可以為

試樣兩端在試驗箱外留出約長度用于連接光源和檢測器應(yīng)記錄試樣受輻照長度

有害核環(huán)境輻照試驗樣品

試樣長度應(yīng)為當(dāng)試驗條件要求一個高的總劑量和劑量速率時按照表可能需要

一個較短的試樣長度試樣兩端在試驗箱外留出約的長度用于連接光源和檢測器應(yīng)記錄試樣

受輻照長度

試驗線軸

試樣應(yīng)繞在按產(chǎn)品規(guī)范規(guī)定直徑的線軸或線盤上兩端應(yīng)留出足夠長的未繞光纖以便能接到光學(xué)

測量設(shè)備上

另一種放置方法是將光纖松繞成規(guī)定直徑的線圈

環(huán)境光屏蔽

試樣應(yīng)與環(huán)境光隔離開以防止光漂白作用

試驗設(shè)備

試驗設(shè)備的典型框圖如圖和圖所示

圖環(huán)境背景輻照試驗裝置

圖有害核環(huán)境輻照試驗裝置

輻照源

環(huán)境背景輻照試驗

應(yīng)采用一個鈷或等效的電離源以不大于的低劑量率產(chǎn)生輻射見圖

有害核環(huán)境輻照試驗

應(yīng)采用一個鈷或等效的電離源以至范圍內(nèi)所需的劑量率產(chǎn)生輻射

見圖

光源

應(yīng)采用諸如鹵鎢燈一組激光器或等光源來產(chǎn)生或

按產(chǎn)品規(guī)范規(guī)定波長的光在完成測量的足夠長時間內(nèi)光源強度應(yīng)保持穩(wěn)定從光源耦合到試驗樣品

中的功率應(yīng)不大于或按照產(chǎn)品規(guī)范中規(guī)定光源應(yīng)用占空比為的脈沖信號進

行調(diào)制

注如果光源耦合進光纖的功率大于可以產(chǎn)生光漂白作用

光濾波器單色儀

應(yīng)用一組濾光器或一單色儀獲得波長為和

的光濾光器光譜寬度不大于

包層模剝除器

必要時應(yīng)在試樣輸入端和輸出端采用包層模剝除器以剝除包層模如果光纖涂覆材料設(shè)計成可去

除包層模涂覆材料折射率略高于玻璃包層折射率則不要求包層模剝除器

光纖固定和定位裝置

應(yīng)配置諸如真空吸盤能穩(wěn)定支撐試樣輸入端的裝置支撐裝置應(yīng)安放在定位裝置上以便試樣端可

與輸入光進行重復(fù)定位

光束分離器見圖

光束分離器應(yīng)分出一小部分輸入光作為參考光參考光將用于監(jiān)視試驗期間系統(tǒng)的波動

輸入端注入模擬器

類多模光纖折射率漸變型

應(yīng)用一穩(wěn)態(tài)模模擬器衰減掉高階傳輸模在光纖輸入端建立穩(wěn)態(tài)模條件建立穩(wěn)態(tài)模條件的說明見

方法

類單模光纖

一光學(xué)透鏡系統(tǒng)或尾纖可用于激勵被試光纖耦合進試樣中的光功率在試驗期間應(yīng)保持穩(wěn)定如

果采用一光學(xué)透鏡系統(tǒng)一種使光纖定位較不敏感的方法就是對光纖輸入端進行空間和角度的滿注入

如果采用尾纖可能有必要采用折射率匹配材料來消除干涉效應(yīng)應(yīng)采用高階模濾模器來濾除高階模

方法中規(guī)定的試驗條件可滿足此要求

和類多模光纖折射率準突變或突變型

應(yīng)按產(chǎn)品規(guī)范規(guī)定建立注入條件

光檢測器

應(yīng)采用在接收光強范圍內(nèi)線性并穩(wěn)定的光檢測器典型系統(tǒng)可包括采用電流輸入前置放大器進行

放大的光生伏打型光電二極管由鎖相放大器進行同步檢測

光功率計

應(yīng)采用合適的光功率計測定從光源耦合進試樣的光功率確保它不大于或按產(chǎn)品規(guī)范規(guī)

定的值

輻射劑量計

應(yīng)采用熱致發(fā)光或晶體檢測器測定試樣光纖接收到的輻射劑量

溫度受控試驗箱

溫度受控試驗箱應(yīng)能將規(guī)定溫度保持在以內(nèi)

試驗線軸

試驗線軸對本試驗所采用的輻射不應(yīng)起屏蔽或吸收作用

試驗程序

輻照源校準

試樣置入試驗箱以前應(yīng)對輻照源劑量均勻性和強度進行校準將四個置于輻照區(qū)使它們

的中心放在試樣所在線軸或線盤軸線上采用四個以獲得具有代表性的平均值應(yīng)采用等于或略

大于實際試驗劑量的校準系統(tǒng)為保證實際試驗劑量測量的最大可能的準確度只限于使用一次

制備光纖端面

光纖端面應(yīng)光滑清潔并與光纖軸垂直

環(huán)境背景輻照試驗

測量試樣暴露在輻照源前后衰減的步驟如下

將光纖或光纜試樣繞成圈或繞在線軸或線盤上置于圖所示的試驗箱中

將光纖輸入端和輸出端放在定位裝置上并分別與光源和檢測器對準

試驗前應(yīng)對試樣在的箱溫中預(yù)處理或在該溫度下按產(chǎn)品規(guī)范規(guī)定的時間預(yù)處

理

按中的方法測量試樣在規(guī)定波長下的衰減值并記錄暴露于輻射源之

前光纖的衰減值

采用經(jīng)校準的功率計測量試樣輸入端圖中點的功率需要時應(yīng)調(diào)節(jié)光源功率使得點

功率小于或按產(chǎn)品規(guī)范中規(guī)定

應(yīng)按制備試樣端面并按本條中將試樣端對中在試驗裝置上

在輻射源關(guān)閉的情況下應(yīng)對試樣的輸入端進行定位以便在檢測器上獲得最大光功率一旦調(diào)

好之后在輻照試驗期間不應(yīng)改變輸入端光注入條件

輻照前應(yīng)在規(guī)定的試驗溫度下對所有試驗波長測量輸出功率

應(yīng)將某種曲線記錄儀或合適的測量裝置連接到檢測系統(tǒng)進行連續(xù)功率測量應(yīng)調(diào)整測量設(shè)備

使檢測信號不超過設(shè)備的極限

應(yīng)通過使試樣經(jīng)受不大于的劑量率來測定由于暴露于輻照而產(chǎn)生的環(huán)境背景輻射

效應(yīng)試樣應(yīng)經(jīng)受至少為的最小總劑量

在輻照周期內(nèi)應(yīng)記錄試樣輸出功率

在完成和輻照過程之內(nèi)應(yīng)按本條進行試樣的衰減測量應(yīng)記錄暴露于輻射源之后試

樣的衰減值

對要求的試驗溫度和波長重復(fù)本條的對每一個要求的溫度必須采用新的未經(jīng)輻照

的試樣

有害核環(huán)境試驗

在暴露于輻射源前后及期間測量試樣中傳輸功率的程序如下所述

按制備短段試樣端面

將短段試樣輸入端置于定位裝置上并與試驗裝置對準見圖使得用經(jīng)校準的功率計測量時

獲得最大光功率需要時應(yīng)采用中性密度濾波器調(diào)節(jié)光源功率以在短段試樣輸出端獲得不大于

或按產(chǎn)品規(guī)范規(guī)定的光功率

注如果采用耦合大于光源可能會產(chǎn)生光漂白效應(yīng)

將試樣線軸放于試驗裝置中如圖所示

應(yīng)將試樣輸入端置于定位裝置上并進行對準應(yīng)對輸出端進行定位以使從試樣出射的全部光入

射到檢測器光敏面上

試驗前應(yīng)對試樣在溫度箱內(nèi)下預(yù)處理或在此試驗溫度下按產(chǎn)品規(guī)范規(guī)定的時

間預(yù)處理

輻射源關(guān)閉后應(yīng)對試樣輸入端進行定位以在檢測器上獲得最大光功率一旦調(diào)好后在輻

照試驗期間不應(yīng)改變輸入端注入條件

輻照前應(yīng)在規(guī)定的試驗溫度下在所有的試驗波長測量輸出功率這時還應(yīng)測量參考檢測器功

率

應(yīng)將某種曲線記錄儀或合適的連續(xù)測量裝置連接到檢測系統(tǒng)以便進行連續(xù)功率測量應(yīng)調(diào)整

測量設(shè)備以使檢測信號不超過設(shè)備極限

應(yīng)通過使試樣至少經(jīng)受表或