GB T 18311.2-2001 纤维光学互连器件和无源器件 基本试验和测量程序 第3-2部分;检查和测量 单模纤维光学器件偏振依赖性.pdf

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1、前言 本标准等同采用 纤维光学互连器件和无源器件 基本试验和测量程序 第 部分 检查和测量 单模纤维光学器件偏振依赖性 制定 纤维光学互连器件和无源器件在光纤通信和非通信应用中占有重要地位 已在国际和国内市场上 形成规模生产和商品化产品 并成为新崛起的高技术产业 随着光纤通信技术领域内新技术 新材料 新 产品的不断涌现和发展 相应产品试验和测量技术也有较快的进展 为使产品试验和测量程序在国际上 进一步 协调 一 致 使产品试验和测量 结果得到统 一 公认 迄今 为 止 已制定并 颁布 系列 试 验和测量程序标准 达 余项 从而将极大促 进产品 贸易往来 我 国 该类 产品试验和测量程序基 础

2、标准 与 国际标准等同 能方便简 化产品的检验和验 收 适 应产品国际 贸易 技术和 经济交流日益增长 的 需 要 本标准 是隶属于 纤维光学互连器件和无源器件 基本试验和测量程序 第 部分 总则 和 导则 的 系列方法之 一 本标准 由 中 华人民共 和国信 息 产业部 提出 本标准 由 信 息 产业部 电子工 业标准化 研究所归口 本标准起 草 单位 上 海传输线研究所 本标准起 草人 陈 国 庆 王锐臻 王毅前言 国际 电工委员会 是由各 国 家电工委员会 国 家委员会 组 成的 世界 性标准化 组织 的 目 的 是促 进 电工电子 领域标准化 问题 的国际 合作 为 此 目 的 除其他

3、活动外 发 布 国际标准 国际标准的制定 由 技术 委员会 承担 对 所 涉及 内 容关切 的 任何 国 家委员会 均可参加 国际标准的制 定 工 作 与 有 联 系 的 任何 国际 政府 和非 官 方组织 也 可参加 国际标准制定 与 国际标准化 组织 根据两 组织 间 协 商的 条 件 保持密切 的 合作关 系 在技术 问题 上的 正式决议 和 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 这些决议或 协 议以 标准 技术 报告或 导则 的形 式 发 布 以推荐 的形 式供 国际上使用 并

4、在 此意义 上 为 各 国 家委员会认 可 为 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 标准 标准 与 相应国 家 或 地 区 标准 之 间 的 任何差异 应在国 家 或 地 区 标准中 指明 国际标准 由 纤维光学 纤维光学互连器件和无源器件 制定 本标准 文 本依 据下 列 文 件 表决报告 对 于 批 准本标准进 行表决 的 全 部 资 料 可 在上 述表格给 出 的 表决报告 中查 阅 在 总 标 题 纤维光学互连器件和无源器件 基本试验和测量程序 下 由 下 列 部分 组 成 第 部分 总则 和 导则 第 部分 试验 第 部

5、分 检查和测量中华人民共和国国家标准 纤维光学互连器件和无源器件 基本试验和测量程序 第 部分 检查和测量 单模纤维光学器件偏振依赖性 国家质量技术监督局 批准 实施 总则 范围 和 目 的 本标准 旨 在测定单模纤维光学器件 对 于 偏振 态变 化的依赖性 本测量 可 适 用 于 任何 单模互连器件 和无源器件 包括 连 接 器 接头 耦合 器 衰减 器 隔离 器和 开关 本 方法 用 于 测量 由于 注入 偏振 态变 化 导 致 的 总 衰减范围 对 分 路 器 本 方法 也 可 用 于 测量 总 耦合比范围 本 方法 不 能 用 于 测量 回波 损耗 的偏振依赖性 概 述 规定测量偏振依

6、赖性的 两 种 方法 方法 测定 包括 线 偏振 圆 偏振和 椭圆 偏振 所 有 可 能 偏振 态下 的 最 大 偏振 敏感 性 方法 测定 所 有 线 偏振 态注入下 的 最 大 偏振 敏感 性 特别对 于 光通 过时 偏振 态变 化的 任何 器件 建 议 采用 方法 方法 一 般 不 能 充 分 表 示 对 线 偏振光无依赖性器件的偏振 敏感 性 因 此 对 纯 线 偏振光不 敏感样 品的测量不 推荐 本 方法 为 了 在测量 时确 定基准 功率 允许 两 种选择 截留 光纤 或 替 代 光纤 比 率 测量 选择 较为准 确 应 被 用 于 对 上 述 选择 产生的不一 致 进 行 仲裁

7、选择 对 于 采用 方法 的 典型装置 比 较 便 利 方法 光 被 注入 样 品的 输 入 端 口 在 监 测 输出 端 口 的 功率时 使 具 有不同定 向轴 的 线 偏振 态 圆 偏振 态 和 椭圆 偏振 态 能 进 行 调 节 通 过 由 偏振无 关 的分 路 器分 出 一部分 功率 来 监 测 输 入 功率 通 过 调 节 偏振 态 从 样 品的 最 大 和 最小 输出 功率就 可 得到 插 入 损耗 的偏振 敏感 性 对 于 分 路 器 本 方法 也 可 用 于 测量 整个 范围 的 耦合比 方法 将线 偏振光 注入 样 品的 注入 端 器件的 注入 尾 纤应 平直安置 无 任何外

8、 部应 力 例如弯曲 扭绞 弯 折 或 张力 这 是 必 要的 因 为 外 部应 力 会 改 变 光纤中 传输 的偏振 态 输出 尾 纤 可 有 弯曲 但弯曲直径 应 足够 大而 不 引 起 弯曲损耗 即弯曲直径 大于 如 果输出 端 光 路 弯曲改 变了 偏振 态 则 不 会 改 变偏振依赖的 损耗 因 为在 输出 光 路 上无偏振 敏感 的 样 品 当 测量 样 品 输出 端功率时 注入 光的 线 偏振 态 一 般转 动 至少 如 果 注入 功率按 注入 线 偏振 态 的 某种函数 关 系 变 化 则 这 种 变 化 可 完 全作 为测量基准 采用 由 样 品 输 入 端截留 光纤 段 或

9、 采用 与 被替 代 的 样 品相同的光纤 段 经 同 样 的 循环 可 测 得 光源的 输出 功率 只 要 能 保 证 这 种截留 光纤 段 测量的等 效 性 装置 本试验要 求 下 列 装置 和 设备 光源 应采用 具 有 详细 规 范 规定的光 谱 特 性 波 长 和 谱宽 的光源 除 非 详细 规 范 另 有规定 谱宽 应 小 于 结 合 考虑 检测器 灵敏度 光源 功率 应 能 满足 测量 动态范围 的要 求 在 整个 测量 过 程中 光源 功率 偏 振 态 和 波 长 稳 定性应 足 以 达到所 要 求 的测量准 确度 这 种 光源的一 个例 子 就 是与 单 色仪 相 组 合 的

10、 钨丝 灯 对 某 些 应用 可 采用 诸 如 单 纵 模 激 光器 这 样 的 窄 谱 线 宽度 的光源 注 多 模 激 光器不 能提 供 本测量 所 要 求 的 足够 的偏振 稳 定性 激励 单 元 本单 元 由 无源光学 系统 构 成 它 将 光 功率 注入 到 样 品中 去 应 提 供 某种 方法 以保 证样 品在测量 波 长 下 是 单模的 样 品 输出 尾 纤的 弯曲 可 用 于 滤 除任何 二阶 模 功率 临 时 接 点 这 是 一 种 临 时 将 两 个 光纤 端 对 准成为 可 重 复 的 低 损耗 接 点 的 方法 器件 或 机械 装置 这可以对 样 品 尾 纤 直 接 光

11、 注入或 是 光源 尾 纤 与 样 品 尾 纤的 接头 一 般 在偏振 调 节 器 之 后 采用 熔 接接头 因 为 如 果 光纤 端 面 与 其 轴 不 垂 直 机械 接头可 能 呈 现 某种 程 度 的偏振 敏感 性 临 时 接 点 的 稳 定性应 适 合 于所 要 求 的测 量准 确度 偏振 调 节 器 除 非 详细 规 范 另 有规定 注入 样 品的光偏振 消 光 比 应 至少 为 如 果 不 具备 这 种 偏振 度 则 采用 偏振器 以 在 整个 测量 波 长 范围保持 上 述 消 光 比 方法 提 供 一 种 可 将 注入 光重 复 调 节 在 所 有 可 能 偏振 态 的 装置

12、系统 的 对 准应 足 以保 证 注入 光 功率 对 于 同一 取 向 的偏振器 具 有重 复 性 图 中的 实 例 显 示 了 安装 在 旋 转 架 上并 插 入 在单 色仪 输出 端 形成的 平 行 光 路 中的 线 偏振起偏器 半 波 片 以及 四 分 之 一 波 片 等 允许 采用 可 重 复 调 节 偏振 态 的 其 它 装置 例如 串 联式 的光纤偏振 控 制器 或 按详细 规 范 规定的 其他 装置 图 方法 注入 装置示例 方法 提 供 一 种 注入 线 偏振光并使 其 转至少 的 装置 系统 的 对 准应 足 以保 证 注入 光 功率 对 于 同一 取 向 的偏振器 具 有重

13、 复 性 图 中的 实 例 显 示 了 安装 在 旋 转 架 上并 插 入 在单 色仪 输出 端 形成的 平 行 光 路 中的 线 偏振起偏器 和 半 波 片 允许 采用 可 重 复 调 节 偏振 态 的 其他 装置 例如 串 联式 光纤偏振 控 制器 或 按详细 规 范 规定的 其他 装置图 方法 注入 装置示例 样 品 输 入 光纤 平直安置 方 式 仅 对 方法 样 品的 安置 应使 样 品的 整段 注入 端尾 纤并 包括 样 品 保持 平直 光纤 固 定应不在光纤中产生应 力 测 量 期 间 该 注入 端 应不 受扰 动 这保 证 到达 器件的偏振 态 是线 性的 偏振无 关 的分 路

14、 器 仅 用 于 基准 功率 测量 选择 这 是 一 种 将 光 功率 从输 入 端 口 以 大 约 的分光 比 传 送 至 两 个 输出 端 口 的器件 除 非 另 有规 定 该 器件应 具 有不 大于 规定 可接 受 的 十 分 之 一 最小 偏振依赖性 检测器 应采用一 个 或 多 个具 有 足够 测量 动态范围 的检测器 在 预期 的 接 收 光 功率 范围 检测器应 是线 性的 并 具 有 足够 的光 敏 区 检测器应 尽 量 靠近 输出 端 放 置 以接 收来 自 样 品 输出 端 光纤的 所 有光 为 了 不 影响 测量准 确度 检测器应 是 对 偏振无 关 的 如 有 必 要

15、可 在 样 品 之 后 和检测器 之 前 采用 去 偏 振器 以 达到 要 求 的准 确度 数 据 读 出 记录 处理 装置 提 供 一 种 在 扫描 偏振 态 时 收 集 传输 光 功率 的 装置 以 在测量 结 束 时 进 行 计算 并 报告 结果 可 采用一 种 基 于 计算机 的 系统 以 实 现 这 种数 据 采 集 和分 析 功 能 程序 注意 事 项 测量 期 间 光纤的 任何 移 动可 能 影响 偏振 态 并 导致 测量 误 差 因 此 应 小 心 以保 证 不使光纤 或 装 置 移 动 装置 和 样 品偏振的 波 长 依赖性 可 能 影响 测量准 确度 因 此 按 中的规定

16、光源 谱宽 应 小 于 装置 每 一单 元 进 出 端 口 处 应 消 除包 层 模 如 果 靠 光纤 涂覆层 不 能达到 上 述 要 求 则需 要 包 层 模 消 除 器 基准 功率 测量 选择 为 了 在测量 时确 定基准 功率 允许 两 种选择 截留 光纤 或 替 代 光纤 比 率 测量 选择 最 准 确 应 被 用 于 对 上 述 选择 产生的不一 致 进 行 仲裁 选择 对 方法 不 适 合 因 为测量中 所 采用的分 路 器 可 能 不 是 偏振 保持 的 选择 对 于 采用 方法 的一 般装置 比 较 理想 选择 截留 光纤 或 替 代 光纤 以 一 组与 测量 样 品 所 采用

17、的同 样 的偏振 态 测量光源基准 功率 采用 由 样 品 输 入 端截留 光纤 段 或 者 可 采用 与 样 品上 所 采用的相同的光纤 段替 代以 收 集 基准 功率 应 保 证 采用 截留 光纤 段 结果 的等 效 性图 截留 光纤 步 骤 图 截留 光纤 步 骤 图 截留 光纤 步 骤 图 替 代 光纤 步 骤 图 替 代 光纤 步 骤 选择 比 率 测量 当改 变 偏振 态 时 通 过 测量光源 功率 由 偏振无 关 的 耦合 器分 出 的部分 来收 集 光源 功率 应采 用 满足 要 求 的 附 加 检测器 图 比 率 测量 方法 所 有偏振 态 采用 与 样 品中同 样 类 型

18、的 短 段 光纤 按 图 所 示 配 置 测量 装置 通 过 旋 转 图 中的 线 偏振起偏器 使检测信 号 达到 最 大 以 将 其 与 激励 单 元 出 射 的部分偏振光 一 般 情况 的 轴 对 准 按 所 规定的基准 功率 测量 选择 之 一 将 样 品 尾 纤 与 装置 相连 接 一 般 采用 熔 接接头 因 为 如 果 光纤 端 面 不 垂 直 于 其 轴 线 机械 式接头可 能 呈 现 某种 程 度 的偏振 敏感 性 如 果 样 品 含 有连 接 器 插 座 或 带 有连 接 器的 尾 纤 则 配 接 的连 接 器应 以 同 样 方 式 安装 到 偏振 调 节 器和检测器上 所

19、采用的材料 装 配 方法 以及任何 专 用 工 具 应 按 制 造厂 的 说 明 因 此 测量 结果 就 会 包括 连 接 器和 样 品 综 合 的偏振 特 性 偏 振依赖性的 算 法 在 下 列 步 骤 中 给 出 以 每 或 详细 规 范 规定的 某 一 角 度 增 量 将 四 分 之 一 波 片 旋 转 同 时 分 别 按 和 的 角 度 方 位 和 测量 如 果 采用 比 率 测量 装置 图 还 应 按 和 记录 以 每 或 详细 规 范 规定的 某 一 角 度 增 量 旋 转 半 波 片 重 复 和 直至 半 波 片旋 转 如 果 进 行比 率 测量 选择 则 直 接 进 行 如 果

20、 进 行 截留 光纤 或 替 代 光纤测量 则 如 图 或 所 示 配 置装置 测量基准 功率 以 每 或 详细 规 范 规定的 某 一 角 度 增 量 将 四 分 之 一 波 片旋 转 同 时 分 别 按 和 的 角 度 方 位 和 测量 以 每 或 详细 规 范 规定的 某 一 角 度 增 量 旋 转 半 波 片 重 复 和 直至 半 波 片旋 转 记录 比 率 的 最 大 和 最小 值 这些比 率 的 最 大 和 最小 值 是 每 次 以 相同 和 值 下 的 和 来 确 定的 偏振依赖性 按 下 列公 式 计算 衰减 的偏振依赖性 耦合比 的偏振依赖性 式 中 为规定的 输出 端 口

21、为 所 有相 加 的 输出 端 口 方法 仅 为 线 偏振 态 采用 与 样 品中同 样 类 型 的 短 段 光纤 按 图 所 示 配 置 测量 装置 通 过 旋 转 图 中的 线 偏振器 使检测信 号 达到 最 大 以 将 其 与 激励 单 元 出 射 的部分偏振光 一 般 情况 的 轴 对 准 按 所 规定的基准 功率 测量 选择 之 一 将 样 品 尾 纤 与 装置 相连 接 一 般 采用 熔 接接头 因 为 如 果 光纤 端 面 不 垂 直 于 其 轴 线 机械 式接头可 能 呈 现 某种 程 度 的偏振 敏感 性 如 果 样 品 含 有连 接 器 插 座 或 带 连 接 器的 尾 纤

22、 则 配 接 的连 接 器应 以 同 样 的 方 式 安装 到 偏振 调 节 器和检测器上 因 此 测量的 结果 就 会 包括 连 接 器和 样 品 综 合 的偏振 特 性 所 有 注入 光纤 均 应 平直安置 注入 端 和 样 品 之 间 光纤 长 度 应 小 于 光纤 拍 长 的 以保 证 在 样 品中 保持 线 偏振 态 如 拍 长 未知 则该 光纤 长 度 采用 线 偏振依赖性的 算 法 在 下 列 步 骤 中 给 出 当 线 偏振 态 旋 转 时 记录 样 品 输出 端功率 为偏振 态 角 度 方 位 应 选择 角 度 调 节 增 量 以保 证 达到 确 定 最 大 和 最小 传输

23、功率 所 要 求 的准 确度 测量 期 间 应不 扰 动 输 入 光纤 以保 证 注入 试 样 的偏振 态 不 改 变 采用 中基准 功率 测量 选择 之 一 收 集 基准 功率 这 通 过截留样 品 尾 纤 或 置 入 替 代 光 纤 段 来 完 成 当 偏振 态 旋 转 时 收 集 检测器上的 功率 记录 比 率 的 最 大 和 最小 值 这些 最 大 和 最小 值 是 每 次 以 相同 值 下 的 和 来 确 定 的 偏振依赖性分 别 按 式 和 式 计算 衰减 的偏振依赖性耦合比 的偏振依赖性 式 中 为规定的 输出 端 口 为 所 有相 加 的 输出 端 口 规定的细节 如 适 用 下 列 细节 应在 详细 规 范 中规定 光源 峰值 波 长 和 谱宽 偏振 调 节 器的 说 明 半 波 片 角 度 调 节 增 量 所 采用的偏振无 关 的分 路 器的 说 明 尾 纤 长 度 性 能 要 求 偏振依赖性 计算 方法 所 采用的基准 功率 测量 选择 与 本测量程序的 任何差异