光纖偏振模色散測(cè)試儀校準(zhǔn)規(guī)范

1光纖偏振模色散測(cè)試儀校準(zhǔn)規(guī)范1范圍本規(guī)范適用于光纖偏振模色散測(cè)試儀的校準(zhǔn)。本規(guī)范引用了下列文件：GB/T18900-2002單模光纖偏振模色散的試驗(yàn)方法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術(shù)語(yǔ)和定義以下術(shù)語(yǔ)和定義適用于本規(guī)范。3.1偏振模色散polarizationmodedispersion(PMD)在單模光纖傳輸中，光波的基模含有兩個(gè)正交的偏振模。兩個(gè)正交偏振模在光纖中傳輸時(shí)，群速度不同而導(dǎo)致的光脈沖展寬。3.2主偏振態(tài)principalstateofpolarization(PSP)對(duì)于在給定時(shí)間和光頻上應(yīng)用的單模光纖中，總存在著兩個(gè)的正交偏振態(tài)稱(chēng)為主偏3.3差分群時(shí)延differentialgropdelay(DGD)3.4偏振模色散系數(shù)polarizationmodedispersioncoefficient(PMD.)兩個(gè)正交的偏振模在單位長(zhǎng)度中傳輸?shù)臅r(shí)間差，用PMD。表示，其單位為ps/√km。4概述光纖偏振模色散測(cè)試儀主要用于光纖、光纜、光器件生產(chǎn)、工程設(shè)計(jì)、系統(tǒng)驗(yàn)收和運(yùn)營(yíng)維護(hù)等的PMD測(cè)試。目前，商用偏振模色散測(cè)試儀的測(cè)量原理主要有斯托克斯參數(shù)測(cè)定法(SPE)、干涉法(INTY)和固定分析法(FA),可直接測(cè)量偏振模色散(PMD)。偏振模色散系數(shù)則通過(guò)儀表內(nèi)部的計(jì)算公式直接得到。4.1斯托克斯參數(shù)測(cè)定法(SPE)原理2斯托克斯參數(shù)測(cè)定法(SPE)是測(cè)量單模光纖偏振模色散的基準(zhǔn)試驗(yàn)方法。測(cè)試原理如圖1所示。在某一波長(zhǎng)范圍內(nèi)，以一定的波長(zhǎng)間隔測(cè)量輸出偏振態(tài)(SOP)隨波長(zhǎng)的變化，該變化可以采用瓊斯矩陣本征分析(JME)或邦加球(PS)上SOP矢量的旋N斯托克斯參數(shù)測(cè)定法(SPE)原光纜測(cè)試中干多法可改相關(guān)函數(shù)或工 相關(guān)函數(shù)或工光源照射時(shí)，在喻出端測(cè)個(gè)雙總于光混相于平個(gè)雙總于光混相于平測(cè)量波長(zhǎng)江國(guó)中的平均提在310起偏器載15m窗口范圍典型值是(60~取探測(cè)器圖2于涉分析法原理圖張束固定分析法又稱(chēng)波長(zhǎng)掃描法，是測(cè)量單模光纖PMD的第三替代試驗(yàn)方法。測(cè)試原理如圖3所示。當(dāng)輸入光偏振方向保持固定而波長(zhǎng)變化時(shí)，輸出光場(chǎng)主偏振態(tài)(PSP)方向也會(huì)發(fā)生變化，通過(guò)一固定分析器(即檢偏器)將偏振態(tài)(SOP)隨波長(zhǎng)的變化轉(zhuǎn)化為具有峰谷起伏的輸出功率隨波長(zhǎng)的變化，根據(jù)輸出功率譜與群時(shí)延差的關(guān)系就可確3圖3采用寬譜光源固定分析偏振模色散測(cè)量裝置5計(jì)量特性5.1偏振模色散示值誤差最大允許誤差：±(0.04+2.0%×PMD測(cè)量值)ps。5.2偏振模色散測(cè)量重復(fù)性動(dòng)態(tài)范圍：≥30dB。注：以上指標(biāo)不是用于合格性判定，僅供參考。6校準(zhǔn)條件6.1環(huán)境條件6.1.2校準(zhǔn)期間內(nèi)溫度變化：如果被校PMD測(cè)試儀是斯托克斯參數(shù)測(cè)定法實(shí)現(xiàn)的，校準(zhǔn)期間溫度變化應(yīng)控制在±0.5℃范圍內(nèi)。6.1.3相對(duì)濕度：≤85%。6.1.4電源電壓：(220±11)V;頻率：(50±10)Hz。6.1.6實(shí)驗(yàn)室無(wú)劇烈振動(dòng)和影響測(cè)量結(jié)果的電磁干擾。a)波長(zhǎng)點(diǎn)：1310nm,1550nm;b)參考值：(1～10)ps;c)擴(kuò)展不確定度(k=2):(0.012ps+PMD值×2%)ps;d)偏振相關(guān)損耗：<0.3dB。a)工作波長(zhǎng)：(800~1700)nm;b)調(diào)節(jié)范圍：(0～60)dB連續(xù)可調(diào)；d)衰減擴(kuò)展不確定度(k=2):2dB。4a)定標(biāo)波長(zhǎng)：(1310±20)nm,(1550±20)nm;b)光功率測(cè)量范圍：(+3～-70)dBm;d)擴(kuò)展不確定度(k=2):4%(k=2)。7.1校準(zhǔn)前外觀及工作正常性檢查b)被校儀表應(yīng)帶有必要的附件、說(shuō)明書(shū)d)被校儀表通電后顯示功能、操作功能、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、測(cè)量功能等正常。校準(zhǔn)項(xiàng)目見(jiàn)表1。表1偏振模色散測(cè)試儀校準(zhǔn)項(xiàng)目123動(dòng)態(tài)范圍所有校準(zhǔn)用設(shè)備和被校設(shè)備均置于平穩(wěn)的工作平臺(tái)上，并按說(shuō)明書(shū)要求進(jìn)行預(yù)熱。各段連接光纖(或光纜)的位置在測(cè)試過(guò)程中應(yīng)保持固定，盡量減小光纖由于應(yīng)力和彎曲程度發(fā)生變化帶來(lái)的影響；各連接器可靠連接，避免反射帶來(lái)的誤差。a)按圖4連接設(shè)備。將PMD模擬器通過(guò)單模光纖接入到PMD測(cè)試儀光源輸出端b)設(shè)置PMD測(cè)試儀光源為開(kāi)啟狀態(tài)，選擇測(cè)試的波長(zhǎng)為1550nm。d)運(yùn)行偏振模色散測(cè)試程序。e)測(cè)試完畢后，記錄被校PMD測(cè)試儀的偏振模色散測(cè)試值PMD,到原始記錄中。原始記錄格式見(jiàn)附錄A。圖4偏振模色散測(cè)試儀偏振模色散校準(zhǔn)連接圖5f)重復(fù)d)、e)的步驟(n-1)次(n≥g)選擇測(cè)試的波長(zhǎng)1310nm,重復(fù)c)～f)步驟。h)數(shù)據(jù)處理：1)偏振模色散示值為測(cè)量n次PMD模擬器值的平均值PMD,況下，取n=10:見(jiàn)式(1),通常情2)偏振模色散示值誤差=平均值一PMD模擬器參考值。3)偏振模色散測(cè)量重復(fù)性REP,計(jì)算方法見(jiàn)式(2),通常情況下，取n=10:a)按圖5連接設(shè)備，將固定點(diǎn)PMD模擬器、光衰減器通過(guò)光跳線接到PMD測(cè)試儀光源輸出端與PMD測(cè)試儀光輸入端之間。b)設(shè)置PMD測(cè)試儀光源為開(kāi)啟狀態(tài)。c)設(shè)置PMD測(cè)試儀為測(cè)試狀態(tài)，選擇測(cè)試的波長(zhǎng)為1550nm。d)設(shè)置PMD測(cè)試儀為相應(yīng)的測(cè)試狀態(tài)，運(yùn)行偏振模色散測(cè)試程序。e)從小到大調(diào)節(jié)光衰減器的衰減量，直到PMD測(cè)試儀顯示沒(méi)有足夠的功率來(lái)正確計(jì)算PMD值為止。保持此時(shí)的光衰減器衰減設(shè)置值。f)如圖5虛線所示，將光衰減器輸出端接到光功率計(jì)上，記錄下此時(shí)的光功率值P?;再將被校PMD測(cè)試儀光源輸出端接到光功率計(jì)上，記錄下此時(shí)的光功率值P?。P?-P?這個(gè)衰減量就是PMD測(cè)試儀測(cè)量偏振模色散的動(dòng)態(tài)范圍，記錄在原始記錄中。原始記錄格式見(jiàn)附錄A。擬器Ω8校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá)校準(zhǔn)結(jié)果應(yīng)在校準(zhǔn)證書(shū)上反映。校準(zhǔn)證書(shū)應(yīng)至少包括以下信息：b)實(shí)驗(yàn)室名稱(chēng)和地址；c)進(jìn)行校準(zhǔn)的地點(diǎn)(結(jié)果與實(shí)驗(yàn)室的地址不同);6d)證書(shū)的唯一性標(biāo)識(shí)(如證書(shū)編號(hào)),每頁(yè)及總頁(yè)數(shù)的標(biāo)識(shí)；g)進(jìn)行校準(zhǔn)的日期，如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時(shí)，應(yīng)說(shuō)明被校對(duì)象的h)如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性應(yīng)用有關(guān)時(shí)，應(yīng)對(duì)被校樣品的抽樣程序進(jìn)行說(shuō)明；i)校準(zhǔn)所依據(jù)的技術(shù)規(guī)范的標(biāo)識(shí)，包括名稱(chēng)及代號(hào)；j)本次校準(zhǔn)所用測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的溯源性及有效性說(shuō)明；1)校準(zhǔn)結(jié)果及其測(cè)量不確定度的說(shuō)明；m)校準(zhǔn)證書(shū)或校準(zhǔn)報(bào)告簽發(fā)人的簽名、職務(wù)或等效標(biāo)識(shí)以及簽發(fā)日期；n)校準(zhǔn)結(jié)果僅對(duì)被校對(duì)象有效的聲明；o)未經(jīng)實(shí)驗(yàn)室書(shū)面批準(zhǔn)，不得部分復(fù)制證書(shū)的聲明。光纖偏振模色散測(cè)試儀校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度評(píng)定實(shí)例見(jiàn)附錄C。由于復(fù)校時(shí)間間隔的長(zhǎng)短是由儀器的使用情況、使用者、儀器本身質(zhì)量等諸因素所決定的，因此，送校單位可根據(jù)實(shí)際使用情況自主決定復(fù)校時(shí)間間隔。7校準(zhǔn)原始記錄格式證書(shū)編號(hào)：型號(hào)規(guī)格制造廠家出廠編號(hào)資產(chǎn)編號(hào)插件編子1說(shuō)12配34通電后正常常正常測(cè)試樣品序號(hào)12:元83偏振模色散示值PMD模擬器參考值/ps示值/ps示值誤差/ps不確定度/ps測(cè)試波長(zhǎng)(nm):P?=dBmP?-P?=校準(zhǔn)員(簽名):核驗(yàn)員(簽名):9世世1.外觀及工作正常性：2.偏振模色散測(cè)量重復(fù)性：3.偏振模色散示值示值/ps示值誤差不確定度/ps4.動(dòng)態(tài)無(wú)圍優(yōu)于dB光纖偏振模色散測(cè)試儀不確定度評(píng)定實(shí)例依據(jù)本規(guī)范的各項(xiàng)計(jì)量特性、校準(zhǔn)條件、校準(zhǔn)項(xiàng)目、校準(zhǔn)方法的規(guī)定，用單點(diǎn)PMD模擬器對(duì)安捷倫科技有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為N7788BD,編號(hào)為DE48B00119的光C.1偏振模色散示值校準(zhǔn)測(cè)量模型按照?qǐng)D4搭建校準(zhǔn)系統(tǒng)?？紤]到標(biāo)準(zhǔn)弱耦合PMD模擬器標(biāo)準(zhǔn)值的不確定度(△PMD)、被校儀表測(cè)量重復(fù)a)PMD模擬器引人的不確定度u?;b)被校儀表顯示分辨力引入的不確定度uz;c)被校儀表測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度us。由PMD模擬器的校準(zhǔn)證書(shū)可知，偏振模色散值的不確定度為a?=0.21ps,置信概率為95%,包含因子k=2,有：b)被校儀表顯示分辨力引入的不確定度u?,為B類(lèi)評(píng)定。被校顯示分辨力為x=0.001ps。a?等于被測(cè)儀器分辨力一半，為均勻分布，k=c)被校儀表測(cè)量重復(fù)性引人的不確定度u,ps由n次測(cè)試獲得，為A類(lèi)評(píng)定。在1550nm波長(zhǎng)進(jìn)行10次PMD測(cè)試，測(cè)試數(shù)據(jù)如表C.1所示。