GB T 13713-1992 纤维光学分路器 第1部分 总规范.pdf
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1、中华人民共和国国家标准纤维光学第一部分:分路器总规范Fibre optic branching devices Part 1: Generic specification (可供认证用)GB/T 1 371 3 - 9 2 本标准等效采用了国际标准IEC875-1(1986)800 800 400 功率稳定性(dB),O. 05 0.05 o. 05 50%功率处线宽(nm)10500 500 或者3 激励单元(E)稳态模式分布全注入(全部模式近似等功率匹配光束激励按有关分规范和(或详细规范中的规定4 检测系统(0)线性度(dB)见注0.05 0.05 。.05一一动态范围(dB)频谱响应 与
2、光源匹配5 重复性(dB)见注O. 15 o. 15 O. 15 注,)在整个测量周期中或至少1h. 2)近似稳态模式分布EMDl是在远场分布(即光强分布图)20dB点处规定的.然而应当注意z冥他参数对定义EMD也布要求。3)在分规范中加以规定。(l)注入光纤中的功率应不高到能产生非线性散射效应的水平。检测系统的特性响应不应偏离比规定水平大的线性.测量系统总稳定性应当在整个测量周期中没有超过规定的变化。a. 应当注意.为了保证包层模不影响测量,应按分规范和(或)详细规范的规定依靠光纤本身的衰减作用或靠加一个包层模消除器来消除包层模。b. 应当注意:保证与分路器接口处的斑纹图形不会影响插入损耗的
3、测量。对光纤的要求:8. 光纤段(L)应采用经过选择的光纤,它在几何形状、尺寸和光学参数方面的偏差应保持在分规范和(或)详细规范中给定的范围之内。在分路器每一边的光纤或光缆的位置应在整个试验过程中保持固定,并考虑光纤上的应力和最小弯曲半径的影响。b. 光纤段(L,)和(L,)在分规范和(或详细规范中应规定被测量的分路器前后的光纤段L,和L,。24. 1. 1 具有光纤端口的分路器的插入损耗测量24.1.1.1 测量步骤(基本试验方法选择好纤维光学分路器两个有关的尾纤端口之后sa. 按照图2测量并记录光功率P,. 4r、GB/T 13713-92 临时接点TJ 光.分踏器幢回单元s E D I
4、P. L. 斗L. 斗图2光源(S)、激励单元(E)、检测单元(0)及光纤段L,、L,的参数和长度应符合有关分规范和(或)详细规范的规定。为了避免引入测量误差,在测量过程中应不改变激励和检测单元及临时接点(T)处光纤端的位置。在光端口不适于作入口的情况下,把临时接点作为入口以检测激励单元L临时接点TJ可以是微调架,机械接头等。b. 在确保P,的稳定性之后,截断临时接点(T)与分路器之间的光纤,在有关分规范和(或)详细规范中应对截断点的位置(L;)加以规定。 从测量装置中取出分路器及其所附带的光纤,注意不要移动临时接点(T)中的光纤。d. 制各临时接点(TJ)中光纤的自由端,使其平滑,基本为一平
5、面,并与光纤轴线垂直。e. 如步骤a所做的那样,使制备好的光纤端相对于检测单元(0)定位。J(;嚣s J(;醺s ?LL二斗撇画单是卢-寸E 图3临时篝点TJ 图4撞割草元D 分屠疆幢回单元D p , L 1 测量并记录功率电平矶,当光纤与检测单元藕合和分离时,功率电平的重复性应在有关分规范和(或)详细规范规定的范围之内。g. 在光功率P,和光功率P,的测量中临时接点的位置不改变,则本方法不受临时接点的影响的条件下,按下列公式计算该通路的插入损耗(,)。二附在(dB).( 1 ) 152 GB/T 13713-92 24.1.2 具有连接器端口的光纤分路器的插入损耗测量在本方法中采用标准参照连
6、接器组RC如在分规范和(或)详细规范中所定义的工24.1.2.1 测量步骤采用表l所要求的设备按F列步骤进行测量z先赢幢揭尊元R 标准事照直接嚣组s E R. R. L L , 图5图中Lj为光纤段,其参数和长度应符合有关分规范或详细规范中的规定。RARB:为标准参照连接器组。a. 在进行任何新的测量之前,记录初始光功率Po(n)。藏局尊兀D P.(n) b. 折开标准试验连接器组R.并把光纤分路器插在被测量的两个有关端口之间。茸冒血撇局单元幢测单元5 E R. 份由器R. D P1 (n) L L、上LA(n) J 图6 记录光功率Pj(n)。d. 该通路的插入损耗值(时按下列公式计算。p,
7、 (n、c二lolg丰(dB). . . . . . . . . . . ( 2 ) 24.2 对环境光祸合的敏感性测量分路器对环境光桐合的敏感性的目的在于确定当分路器接入工作位置后,外部光源楠合进波导通路中的光功率数值。由于在实际的光学系统中环境光对给定器件的照射方向是未知的,因此,试验方法在环境光从所有方向上照射器件时来评定环境光藕合。通过一个积分球可获得这样的照射条件。个直接的方法就是从各个方向照射器件。在本试验中,假定通过光缆藕合进来的环境光可忽略不计。24. 2. 1 测量方法153 GB/T 13713-92 光源s飘份l i t 精撞量居P, 曾试嚣件崛篝幢阑樨P. 幢测BD.图
8、724.2. 光源(S)如在详细规范中无其他规定,应采用以下光源sa. 卤素灯sb. 电功率大于100W , C. 在整个试验过程中功率稳定性优于0.5dB. 24. 2. 1. 2 斩波器(C)采用一个频率为313Hz或939Hz.或频率不是50Hz或60Hz整倍数的方波斩波器。24.2.1.3 光散射极(F)磨砂玻璃.24.2. 1.4 积分球(lS)尺寸及反射比z在考虑中,24.2.1.5 窗口(W)处的检测器(Do)窗口(W)大小通常应与检测器(Do)光敏面面积相同。检测器频谱响应与光源相匹配。24.2.1.6 检测器D,)与D。为同一型号。24. 2. 1. 7 测量步骤a. 试验装
9、置的准备接通设备电源,使约经1h以达到稳定状态,b. 如图7所示将分路器置于积分球中在相应于一个通路的两个端口间连接上光缆,所有其他端口用尾端端接,这些尾端通过光缆孔号|到积分球外面并端接。测量积分球中的光功率Pol测量被试分路器光纤中的光功率P,.分路器对外部光的不敏感性(lL)按下列公式计算s54 GB/T 13713-92 IL一101g号。B) 0 . ( 3 ) 24.3 带宽在考虑中。24.4 模式分布在考虑中。24.5 光功率传输能力24.5.1 概述本试验是一项破坏性的极限试验。它测量输入光功率脉冲及连续波)单一的最低水平,在此水平下光分路器能工作而无永久性损坏。本试验通常在事
10、先测量过的少量样品上进行。由于这一试验而引起的分路器特性方面的变化将表明永久性的损坏.24.5.2 装置10W连续波高功率激光器。例如g掺敏纪铝石榴石(Nd.YAG)激光器,并具有产生高达1kW峰值Q-开关脉冲功率的Q-开关能力。h 1-高功串辙蛊在蛊挚肇置/ 图8a. 连续波试验植试件在输入端日(光纤或连接器中的光纤)过量注入的注入条件下,注入10W(连续被光功率。持续时间:10mino要求z重测分路器特性,并规定分路器不变或其变化程度。b. 光脉冲试验注入光同连续波试验,但具有1kW峰值功率Q-开关脉冲,持续时伺在0.2s与0.8s之间。持续时间z在重复频率为每秒10个脉神与每秒1000个
11、脉冲之间总数达10个光脉冲。要求z重测分路器特性,并规定变化程度。警告z伴随本试验所具有的功率等级,试验具有对健康的潜在危害(伤害眼睛)。24.6 对偏振的敏感性本试验测量传输矩阵系数的大小对输入光线性偏振方向的依赖性。在试验装置激励单元光路中采用一个旋转偏振器以测量传输矩阵系数。如果光源原为非线性偏振时,偏振器可为简单的偏振片。偏振器不应引起光束的任何偏移或其他此类干扰。当偏振器绕进入分路器光线的偏振轴线转动360。的过程中,记录每个传输系数的最大值和最小值,则偏振灵敏度可记为2p;r; GB/T 1 371 3 - 92 . ( 4 ) 24. 7 传输系数的稳定性在考虑中。24.S 对波
12、长的敏感性在考虑中。24.9 监视.!技术24.9.1 概述提交分路器进行各种机械、气候和(或)环境试验的目的在于模拟运输、贮存条件和(或)工作条件、验证其承受不同应力作用的能力。监测技术的目的在于能在从几分钟到几个星期的试验周期中以合理的精度评定分路器试样的性10lg 能。由试验之前、试验期间和试验之后进行的功率测量可以计算分路器相应的插入损耗变化。24.9.2 测量方法本测量方法的原理采用z多路光源/激励单元;一个基准光路,C. 一个监测光路sd. 多路检测单元。试验装置的方块图如下图所示。因中2光路1至n是置于试验箱或试验单元中的被试器件的测量光路。基准光路n采用的光纤与被试器件所用的光
13、纤相同,并且也被置放在试验箱或试验单元中。A至P.分别为注入检测器1至n的光功率。a. b. P, .试骨跚疆一-r1厂一数据处理单元事踏幢测尊-ZP. 试验箱革试撞尊元,路撒瞌光幅幅n-l 一-一一_j测量肇置方块困图9 24.9.3 测量装置光源/激励单元有关分规范和(或)详细规范应按下列项目规定对光源的要求:相干性;峰值波长;注入光纤的功率p8. b. C. 156 GB!T 13713- 92 d. 注入条件是稳态模式分布或是满注入;e 在给定的时间间隔里每一光路的功率稳定性;t 不同光路中的功率范围。多路光源单元可用下述方法实现z采用一个光源和适当的光功率分路器(如星形搞合器).或采
14、用几个搞合到各输出端口的分立的稳定光源,或在采用能满足规定的稳定性要求的其他方法。临时接点(TJ)有关分规范和(或)详细规范应规定采用的临时接点所要求的稳定性水平。检测单元有关分规范和(或)详细规范应按下列项日说明检测单元:8. 线性度要求gb. 对给定时间周期的稳定性要求; 带宽和信噪比要求。检测单元的频谱响应与光源相匹配。其光敏面积应足够大以检测来自光纤的全部光辐射。数据处理单元数据处理单元在每规定的时间中测量每A检测器输出端的电流和电压,并进行对数计算,在试验过程中和试验后提供插入损耗变化的数据。注2应注意保证包层模不影响测量。应按照分规范和(或)详细规范的规定依靠光纤本身的衰减作用功能
15、或靠增加寸、包层模消除器消除包层模。24.9.4 测量步骤和计算各被测分路器安装并稳定后,记录各功率:P,(tj)及P,(tj) 在有关分规范和(或)详细规范规定的时间t读出功率Pi(t,)并按F列公式计算相应时间间隔问一川中插入损耗的变化2P,(t,) , _, P.(t,、c=一1019一-4+10lz-L(dmH ( 5 ) 。P,(tj), . - P, (tj) 。为测量光路,从1至n-l)式中第一个比值表示对被测分路器、采用的光纤或光缆、光源、临时接点和检测单元的综合作用造成的损耗变化。式中第二个比值表示光纤或光缆损耗变化的影响,包括光源和(或)检测器不稳定性的影响。25 机械性能
16、试验和测量步骤25.1 概述在有关分规范和或)详细规范中应指出在这些试验的任何阶段进行的测量。25.2 振动25. 2. 1 一般程序器件应经受GB2423. 10试验Fco器件上的连接器端口应按照有关规范的规定接有适当长度的合适的光缆,然后按下述方法之-加以固定28. 夹持住分路器和光缆pb. 只夹持住光缆、而使分路器自由悬挂。在有关规范中规定的试验严酷度应优先从下列值和表2中选择:8. 频率直至60Hz时,恒定位移幅值为0.75mm; 15 GB/T 13713-92 b. 频率高于60Hz时,加速度保持98m/s。表2频率范围10 -55 Hz 10 -150 Hz 10 -500 Hz
17、 10 -2 000 Hz 10 -5 000 Hz 各个轴向的持续时间n-n m-m AV-AV -3 ,-上一上向-向方一方定一定规一规个一个每一每器件应在三个互相垂直的每一方向上承受振动。25.2.2规定的细节当要求进行此项试验时,除按GB2428. 10中规定外。在有关分规范和(或)详细规范中还应规定下列细节:a. 所采用的合适的光缆以及光缆支承、固定件的细节sb. 在振动试验过程中和(或)振动试验之后,对试样的光学和或)机械性能的要求$ 在振动试验过程中和振动试验之后的光学测量步骤和对试样的性能要求3d. 与标准试验程序的任何差别。25.2.3 最后测量器件应按有关分规范和(或)详细
18、规范的要求经受检验,并应符合规范规定的要求。25.3 碰撞25. 3. 1 概述分路器应经受GB2423.6试验Ebo25.3.2 规定的细节a. 采用合适的光缆以及光缆支承和固定件夹持装置hb. 在碰撞过程中试样的光学测量步骤和性能要求,c. 与标准试验程序的任何差别。分规范和(或)详细规范中规定的碰撞严酷度应优先定为碰撞次数4000士10次,加速度390m/s2. 脉冲持续时间为.6mso 25. 3. 3 最后测量分路器应按有关分规范和(或)详细规范的要求经受下列检验,并应符合规范规定的要求:a. 外观检查,b. 插入损耗,c. 传输系数的变化。25.4 冲击25.4.1 一般步骤分路器
19、应经受GB2423. 5试验Eao25.4.2 规定的细节a. 所采用的合适的光缆以及光缆支承和固定件夹持装置的细节sb 在冲击试验过程中试样的光学试验步骤和性能要求$c 与标准试验程度的任何差别。分规范和或)详细规范中规定的冲击严酷度和波形应优先从下列优先值中选择z158 加速度294 m/s 加速度490 m/s 加速度735 m/s 加速度981 m/s 25.4.3 最后测量半正弦波半正弦波半正弦波半正弦波GB/T 13713-92 持续时间持续时间持续时间持续时间18 ms 11ms 6 ms 唱ms分路器应按有关分规范和(或详细规范的要求经受下列检验,并应符合规范规定的要求:a.
20、外观检查,b. 插入损耗,C. 传输系数的变化。25.5 恒加速度25. 5. 1 一般步骤分路器对应承受GB2423. 15试验Gao面板安装式分路器应借助刚性的金属安装夹具以螺栓固定在试验设备上。非安装式分路器应按分规范和(或详细规范的规定夹持住,靠夹持分路器本体,或者靠夹持引出光缆。在后一种情况下分路器支承在光缆之间。注意=处于安全考虑,应注意避免被试样品因安装件断裂而被甩出来3但采用的任何安全装置在试验过程中均不应带来附加约束。25.5.2 规定的细节当要求进行本项试验时,在分规范和(或)详细规范中应规定下列细节2a. 试验设备的型号gb. 试样的安装方法sC. 选自下列优先值的加速度
21、值;m/s2 49 98 196 490 980 , 1 960 4900 9800 19600 49000 98000 196 000 294 000 d 试验持续时间,e. 加速度的座标与方向;f. 所采用的合适的光缆和光缆支承、固定件(夹持装置)的细节Fg. 与标准试验程序的任何差别。25.5.3 最后测量a. 外观检查gb. 插入损耗的变化。26 气候环境试验和测量步骤26. 1 概述G 5 10 20 50 100 200 500 1 000 2000 5000 10 000 20000 30000 159 GB/T 13713-92 光纤分路器的气候等级与其他器件相同,应以GB24
22、21附录元件气候等级的格式表示(如本标准7.3条所示)。为完成在给定的气候类别范围内分路器性能鉴定所需要的最少的试验程序如下.低温试验;按GB2423.1试验Aa.进行z高温试验z按GB2423.2试验Ba进行;恒定湿热持续时间试验z按GB2423. 3试验Ga进行热试验。在分规范和(或)详细规范中应规定气候严酷度的极限范围,该极限范围从下列优先值中选择:表3下限类别温度.:!:3Ct限类jJ!J温度,士2C恒定湿热降续时间.d5 十304 10 +40 10 25 十5521 40 十7056 55 十8560 十100+125 t 155 +175 +200 26. 1. 1 步骤被试器件
23、应经受条件循环及此后的恢复期。应按照制造厂的说明书对具有连接器端口的分路器连接上适当的光缆,并对每一光缆的自由端加以处理,以避免潮气侵入。安装式分路器应按照详细规范中的规定安装,并根据适用情况对安装式分路器面板部分背面加以防护.以防止潮气侵入。26. 1. 2 最后测量分路器应按有关规范和(或)详细规范的要求经受F列检验,并应符合规范规定的要求2a. 外观检查$b. 插入损耗;C. 传输系数的变化。26.2 气候顺序本气候顺序仅适用于气候类别为/-/4和/-/56的分路器。应按照有关规范中规定的下列程序和严酷度进行本试验。目的提供标准气候试验程序,包括高温、潮湿、低温、低气压和进步湿热循环试验
24、的顺序应用。注2高温指上限类别温度g低温指下限类别温度。试验顺序概要本标准中规定的该试验是一系列的气候程序,其中试样按固定的次序进行若干气候试验。除非在分规范和(或)详细规范中另有说明,试样首先应置于高温度下,然后在55C下进行湿热循环。紧跟着进行低温试验。这样,试样密封件的表面如有裂纹,进入的水份将会冻结.并将引起进一步损坏。低气压试验完成了对试样的密封检查。方法2给出了一个更严酷的条件试验,它在每一湿热循环之间插入一项低温试验。在机械性能试验,例如端接强度、振动相碰撞之后,常采用本试验顺序,以证明机械试验没有引起试160 GB/T 1371 3 - 9 2 样的密封损坏或开裂。初始试验步骤
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