GB T 16850.2-1999 光纤放大器试验方法基本规范 第2部分;功率参数的试验方法.pdf

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1、中华人民共和国国家标准光纤放大器试验方法基本规范第部分功率参数的试验方法发布实施国家质量技术监督局发布前言本标准是根据国际标准光纤放大器基本规范第部分功率参数的试验方法制定的在技术内容上与该国际标准等效包括三个分标准规定了三种测量功率参数的试验方法光谱分析仪方法电谱分析仪方法光功率计方法由于三个分标准中内容有许多重复之处本标准将三种试验方法归纳到一个标准中这样既不失国际标准的内容保持了与国际标准的接轨又方便了国内用者减少了标准数目在光纤放大器试验方法基本规范总标题下包括个独立部分第部分即增益参数的试验方法第部分即功率参数的试验方法第部分即噪声参数的试验方法本标准是第部分本标准的附录是提示的附录

2、本标准由中华人民共和国邮电部提出本标准由邮电部电信科学研究规划院归口本标准起草单位邮电部武汉邮电科学研究院本标准起草人陈永诗前言国际电工委员会是一个包括所有国家电工委员会国家委员会的世界性标准化组织的目标是促进电气和电子领域内涉及的所有标准化问题的国际合作为此目的除其他活动外发布国际标准标准的制定委托给技术委员会对该内容感兴趣的任何国家委员会都可以参加这个制定工作与有联系的国际的政府的和非政府的组织也可参加制定工作与国际标准化组织按照双方协商确定的条件进行密切合作在技术问题上的正式决议或协议是由对这些问题特别关切的国家委员会参加的技术委员会制定的对所涉及的问题尽可能地代表了国际上的一致意见这些

3、决议或协议应按国际应用的建议以标准技术报告或导则的形式发布并在此意义上为各国家委员会所接受为了促进国际上的统一各国家委员会有责任使其国家和地区标准尽可能采用国际标准国家或地区标准与标准之间的任何差异应在国家或地区标准中清楚地指明不提供表明得到本国际标准组织认可的标识并不能对声称与他的某一标准相一致的设备负任何责任应注意本国际标准的某些部分可能受到专利权的制约对识别任一或所有的这些专利权将不承担责任国际标准是由第技术委员会纤维光学的第分委员会纤维光学系统和有源器件制定的应与国际标准结合起来使用这些标准文本以下列文件为依据最终国际标准草案表决报告表决批准这些标准的全部资料可在上表列出的表决报告中查

4、阅附录是提示的附录中华人民共和国国家标准光纤放大器试验方法基本规范第部分功率参数的试验方法国家质量技术监督局批准实施范围本标准规定了测量光纤放大器功率参数的三种试验方法光谱分析仪方法电谱分析仪方法光功率计方法确定了用这三种方法对功率参数进行准确可靠测量的统一要求本标准适用于对使用稀土元素掺杂有源光纤的的测量引用标准下列标准所包含的条文通过在本标准中引用而构成为本标准的条文本标准出版时所示版本均为有效所有标准都会被修订使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性光纤放大器总规范光纤放大器试验方法基本规范第部分噪声参数的试验方法概述本标准给出了测量功率参数的三种方法光谱分析仪方法电谱分析仪方

5、法和光功率计方法其中光功率计方法为基准试验方法其他两种方法为代用试验方法通过测量确定以下参数值标称输出信号功率大信号输出功率稳定性饱和输出功率最大输入信号功率最大输出信号功率输入功率范围输出功率范围最大总输出功率上述参数的定义见本标准中缩写词一览表见附录提示的附录光谱分析仪试验方法试验装置测量标称输出和输入信号功率的光谱分析仪法试验系统框图如图输入信号功率测量输出信号功率测量图光谱分析仪法测量标称输出和输入信号功率的试验装置框图光源固定波长光源光源应产生相关规范中规定的波长和功率的光除非另有规定光源应发出连续的光波其光谱宽度半最大全宽应小于例如可以采用分布反馈激光器分布布拉格反射激光器外腔激光

6、器或具有窄带滤波器的发光二极管激光器激光器和的边模抑制比应大于输出功率波动应小于在光源输出端使用一光隔离器可更好地达到这一要求对于激光器光源光谱底部的谱展宽应最小可调波长光源光源应产生相关规范中规定的波长范围内的波长可调光光功率应在相关规范中规定除非另有规定光源应发出连续的光波其谱宽应小于例如可以采用或具有窄带滤波器的的边模抑制比应大于输出功率波动应小于在光源输出端使用一光隔离器可更好地达到这一要求对于光谱底部的谱展宽应最小注仅限于小信号测量时使用光功率计在工作波长带宽内光功率计的测量准确度应优于且与偏振状态无关动态范围应超过测得的增益光谱分析仪在工作波长带宽内的谱功率测量线性度和准确度应分别

7、优于和谱功率测量的偏振相关性应优于波长测量准确度应优于动态范围应超过测得的增益例如波长分辨率应等于或小于光隔离器光隔离器用来将与外部隔离它的偏振相关损耗变化应优于光隔离度应优于每一端的光回波损耗应大于可变光衰减器衰减可变范围和稳定性应分别大于和优于每一端的光回波损耗应大于偏振控制器该器件应能提供所有可能的偏振状态例如各种方向的线偏振椭圆偏振圆偏振作为输入信号光偏振控制器可以由一个线偏振器和一个全光纤型的偏振控制器组成或者由一个线偏振器和一个至少可在内旋转的四分之一波片和一个至少可在内旋转的二分之一波片组成偏振控制器的插入损耗变化应小于该器件每一端的光回波损耗应大于光纤跳线光纤跳线中光纤的模场直

8、径应与输入和输出端口所用尾纤的模场直径尽量接近每一端的光回波损耗应大于长度应短于光连接器光连接器连接损耗的重复性应优于光耦合器耦合器分光比的偏振相关性应极小输入光偏振状态变化的影响应可忽略耦合器的任一自由端口应适当端接使得光回波损耗大于试样应工作在标称工作条件下为避免不希望的反射可能引起激射振荡应使用光隔离器将试验下的与外部隔离这样将减小信号不稳定性和测量的不准确度在测量期间内应注意保持输入光的偏振状态输入光偏振状态的变化将因为所有使用光部件的微小偏振相关性而导致输入光功率变化从而产生测量误差测量步骤标称输出信号功率标称输出信号功率是在标称工作条件下对一个规定的输入信号光功率所对应的最小输出信

9、号光功率为找到这个最小值如相关规范中规定的那样在给定的时间周期内和存在偏振状态变化及其他不稳定因素时应连续地监视输入和输出信号功率电平测量步骤如下参看图用一光功率计测量光耦合器两输出端口输出的信号功率电平从而确定光耦合器分光比用插入损耗法测量和之间光纤跳线的插入损耗如图所示置光源在相关规范中规定的试验波长上调节光源和可变光衰减器给输入端口提供相关规范中规定的输入光信号功率记录在光耦合器另一输出端口用光功率计测得的光功率如图所示用光功率计校准测量期间通过监视光耦合器第二个输出端口光功率的办法保持输入端的信号光功率为一常数必要时调整可变光衰减器使得光耦合器第二个输出端的光功率保持不变置偏振控制器至

10、相关规范中规定的某一偏振状态在规定的时间内用监视输出端的光功率记下最小值用偏振控制器依次改变输入信号的偏振状态至相关规范中规定的各种偏振状态重复步骤用测出各种偏振状态下输出端的光功率最小值最终得到不同条件下记录的绝对最小输出光功率用规定的方法测量放大的自发辐射光功率注为避免由于再连接引起的测量误差测量期间不得移动光连接器和偏振控制器应按相关规范中规定工作当使用一线偏振器后跟一四分之一可旋转波片时一种可能的方法如下调线偏振器使输出功率最大四分之一波片在至少范围内以一定的步进角度一步步旋转每转一步半波片至少在范围内一步步旋转大信号输出功率稳定性待研究饱和输出功率待研究最大输入信号功率待研究最大输出

11、信号功率待研究输入功率范围待研究输出功率范围待研究最大总输出功率待研究计算标称输出信号功率标称输出信号功率用下面公式计算式中输出光功率的最小值功率电平与之间光纤跳线的插入损耗大信号输出功率稳定性待研究饱和输出功率待研究最大输入信号功率待研究最大输出信号功率待研究输入功率范围待研究输出功率范围待研究最大总输出功率待研究测量结果测量结果报告应包括试验方法标准编号试验装置框图光源类型及谱宽泵浦光功率采用时环境温度和相对湿度输入信号光功率波长分辨率和测量不确定度测量波长标称输出信号功率输入光偏振状态变化试验日期和测量人员电谱分析仪试验方法试验装置测量标称输出和输入信号功率的电谱分析仪法试验系统框图如图

12、输入信号功率测量输出信号功率测量图电谱分析仪法测量标称输出和输入信号功率的试验装置框图光源如规定光功率计如规定电谱分析仪的谱功率测量误差折算成光功率测量误差应优于线性度应优于光隔离器如规定可变光衰减器如规定偏振控制器如规定光纤跳线如规定光连接器如规定光检测器应使用偏振无关的光检测器其线性度应优于注为了减小高直流电平引起的饱和效应光检测器输出应是交流耦合的信号发生器信号发生器应产生一个频率高于几百千赫的正弦波线性度优于光耦合器如规定试样试样要求如规定测量步骤标称输出信号功率测量步骤如下参看图置光源在相关规范中规定的试验波长上用一光功率计测量光耦合器两输出端口输出的信号功率电平从而确定光耦合器分光

13、比用插入损耗法测量和光检测器之间光纤跳线的插入损耗如图所示设置信号发生器使得光源发射的光强在相关规范中规定的频率上被调制除非另有规定为了避免由于慢增益响应引起的波形畸变调制频率应高于几百千赫兹例如测量期间调制深度应不变为用测量光功率需要用一光功率计对进行校准校准程序如下按相关规范中规定用光功率计测量时间平均光功率如图所示用光检测器和测量输入信号电功率的交流分量测量期间保持调制深度不变时间平均光信号功率将从相应于信号电功率用测得的交流分量中导出调整光源和可变光衰减器给的输入端提供相关规范中规定的时间平均输入光功率记录在光耦合器第二个端口测得的时间平均光功率如图所示测量期间通过监视光耦合器第二个输

14、出端口光功率的办法保持输入端的信号光功率为一常数必要时调节可变光衰减器使得光耦合器第二个输出端的光功率保持不变置偏振控制器至相关规范中规定的某一偏振状态在规定的时间内用监视输出端的光功率时间平均记下最小值用偏振控制器依次改变输入信号的偏振状态至相关规范中规定的各种偏振状态重复步骤用测出各种偏振状态下输出端的光功率最小值最终得到不同条件下记录的绝对最小输出光功率注为了避免由于再连接引起的测量误差测量期间不得移动连接器和偏振控制器应按相关规范中规定工作当使用一线偏振器后跟一四分之一可旋转波片时一种可能的方法如下调线偏振器使输出功率最大四分之一波片在至少范围内以一定的步进角度一步步旋转每转一步半波片

15、至少在范围内一步步旋转大信号输出功率稳定性待研究饱和输出功率待研究最大输入信号功率待研究最大输出信号功率待研究输入功率范围待研究输出功率范围待研究最大总输出功率待研究计算标称输出信号功率标称输出信号功率用下面公式计算式中输出光功率的最小值与光检测器之间光纤跳线的插入损耗大信号输出功率稳定性待研究饱和输出功率待研究最大输入信号功率待研究最大输出信号功率待研究输入功率范围待研究输出功率范围待研究最大总输出功率待研究测量结果测量结果报告应包括试验方法标准编号试验装置框图光源类型及谱宽泵浦光功率采用时环境温度和相对湿度时间平均输入信号光功率强度调制波形调制频率和调制深度测量不确定度测量波长标称输出信号

16、功率输入光偏振状态变化试验日期和测量人员光功率计试验方法试验装置测量标称输出和输入信号功率的光功率计法试验系统框图如图输入信号功率测量光带通滤波器损耗和光纤跳线损耗测量输出信号功率测量图光功率计法测量标称输出和输入信号功率的试验装置框图光源如规定光功率计在工作波长带宽内光功率计的测量准确度应优于且与偏振状态无关最大光输入功率应足够大灵敏度应足够高光隔离器如规定可变光衰减器如规定偏振控制器如规定光纤跳线如规定光连接器如规定光带通滤波器该器件的光带宽应小于其中心波长与光源中心波长之差应不超过带通滤波器的应小于光回波损耗应大于光耦合器如规定试样试样要求如规定测量步骤标称输出信号功率为了尽量减小功率对

17、信号功率输出的影响可以采用光带通滤波器法测量步骤如下参看图用一光功率计测量光耦合器两输出端口输出的信号功率电平从而确定光耦合器分光比用插入损耗法测量与光功率计间光带通滤波器和光纤跳线的插入损耗如图所示置光源在相关规范中规定的试验波长上调整光源和可变光衰减器给输入端口提供相关规范中规定的输入光信号功率记录在光耦合器第二个端口测得的时间平均光功率如图所示测量期间通过监视光耦合器第二个输出端口光功率的办法保持输入端的光信号功率为一常数必要时调节可变光衰减器使得光耦合器第二个输出端的光功率保持不变将光纤跳线连接到被试的输入端和输出端如图所示置偏振控制器至相关规范中规定的某一偏振状态在规定的时间内用光功

18、率计监视输出端的光信号功率记录最小值用偏振控制器依次改变输入信号的偏振状态至相关规范中规定的各种偏振状态重复步骤最终得到不同条件下记录的绝对最小输出光功率注为了避免由于再连接引起的测量误差测量期间不得移动光连接器和消除与信号同时检测到的的影响能够减小测量误差在被试输出端放一窄带通的光带通滤波器能够很好地达到这一要求特别当的输入信号很小时采用光带通滤波器是很重要的这是因为功率随着输入信号的减小而增加然而如果该类型的光滤波器已在中设置就不再需要外部的光滤波器大信号输出功率稳定性待研究饱和输出功率待研究最大输入信号功率待研究最大输出信号功率待研究输入功率范围待研究输出功率范围待研究最大总输出功率待研

19、究计算标称输出信号功率标称输出信号功率用下面公式计算式中输出光功率的最小值与光功率计之间光带通滤波器和光纤跳线的插入损耗注如果光带通滤波器已设置在内部外部的光源波器就不再需要这时插入损耗就等于光纤跳线的插入损耗大信号输出功率稳定性待研究饱和输出功率待研究最大输入信号功率待研究最大输出信号功率待研究输入功率范围待研究输出功率范围待研究最大总输出功率待研究测量结果测量结果报告应包括试验方法标准编号试验装置框图光源类型及谱宽泵浦光功率采用时环境温度和相对湿度输入信号光功率光带通滤波器的波长谱宽光带通滤波器的中心波长测量波长标称输出信号功率输入光偏振状态变化试验日期和测量人员附录提示的附录缩写词一览表放大的自发辐射分布布拉格反射激光器分布反馈激光器外腔激光器电谱分析仪半最大全宽发光二极管光纤放大器光谱分析仪偏振相关损耗变化