JJF 1428-2013 光纤偏振模色散测试仪校准规范-(高清版).pdf
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1、中华人民共和国国家计量技术规范J J F1 4 2 82 0 1 3光纤偏振模色散测试仪校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o no fF i b e rP o l a r i z a t i o nM o d eD i s p e r s i o nT e s t e r s 2 0 1 3-0 9-0 2发布2 0 1 3-1 2-0 2实施国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局 发 布光纤偏振模色散测试仪校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o no fF i b e
2、 rP o l a r i z a t i o nM o d eD i s pe r s i o nT e s t e r sJ J F1 4 2 82 0 1 3 归 口 单 位:全国光学计量技术委员会 主要起草单位:国家通信计量站中国计量科学研究院 参加起草单位:中国电子科技集团公司第四十一研究所 本规范委托全国光学计量技术委员会负责解释J J F1 4 2 82 0 1 3本规范主要起草人:张颖艳(国家通信计量站)岳 蕾(国家通信计量站)徐 楠(中国计量科学研究院)参加起草人:王恒飞(中国电子科技集团公司第四十一研究所)傅栋博(国家通信计量站)J J F1 4 2 82 0 1 3目 录
3、引言()1 范围(1)2 引用文件(1)3 术语和定义(1)3.1 偏振模色散(1)3.2 主偏振态(1)3.3 差分群时延(1)3.4 偏振模色散系数(1)4 概述(1)4.1 斯托克斯参数测定法(S P E)原理(1)4.2 干涉法(I N T Y)原理(2)4.3 固定分析法(F A)原理(2)5 计量特性(3)5.1 偏振模色散示值误差(3)5.2 偏振模色散测量重复性(3)5.3 动态范围(3)6 校准条件(3)6.1 环境条件(3)6.2 校准用设备(3)7 校准项目和校准方法(4)7.1 校准前外观及工作正常性检查(4)7.2 校准项目(4)7.3 校准方法(4)7.4 偏振模色
4、散示值和测量重复性(4)7.5 动态范围(5)8 校准结果表达(5)9 校准结果的不确定度评定(6)1 0 复校时间间隔(6)附录A 校准原始记录格式(7)附录B 校准证书内页格式(9)附录C 光纤偏振模色散测试仪不确定度评定实例(1 0)J J F1 4 2 82 0 1 3引 言J J F1 0 7 1 国家 计 量 校 准 规 范 编 写 规 则、J J F1 0 0 1 通 用 计 量 术 语 及 定 义、J J F1 0 5 9.1 测量不确定度评定与表示共同构成本规范制定工作的基础性系列规范。本规范等同采用G B/T1 8 9 0 02 0 0 2 单模光纤偏振模色散的试验方法中的
5、缩略语、术语和定义及斯托克斯参数测定法(S P E)原理、干涉法(I N T Y)原理、固定分析法(F A)原理的描述。本规范为首次制定。J J F1 4 2 82 0 1 3光纤偏振模色散测试仪校准规范1 范围本规范适用于光纤偏振模色散测试仪的校准。2 引用文件本规范引用了下列文件:G B/T1 8 9 0 02 0 0 2 单模光纤偏振模色散的试验方法凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。3 术语和定义以下术语和定义适用于本规范。3.1 偏振模色散 p o l a r i z a t i o nm o d ed
6、 i s p e r s i o n(PMD)在单模光纤传输中,光波的基模含有两个正交的偏振模。两个正交偏振模在光纤中传输时,群速度不同而导致的光脉冲展宽。注:PMD在数字系统中引起脉冲展宽,在模拟系统中引起信号失真。偏振模色散的大小可用差分群时延(D G D)来表征,单位为p s。在本规范中偏振模色散示值均以D G D表示。3.2 主偏振态 p r i n c i p a l s t a t eo fp o l a r i z a t i o n(P S P)对于在给定时间和光频上应用的单模光纤中,总存在着两个的正交偏振态称为主偏振态。注:如果当一准单色光仅激励一个P S P时,不会发生由于
7、PMD引起的脉冲展宽;当一准单色光均匀激励这两个P S P时,将发生PMD引起的最大脉冲展宽。光纤输出的P S P是两个正交偏振态。当输入光波频率稍微变化时,输出偏振并不改变,相应的输入正交偏振态是输入主偏振态。3.3 差分群时延 d i f f e r e n t i a l g r o pd e l a y(D G D)两个P S P之间群时延的时间差,一般用p s为单位。3.4 偏振模色散系数 p o l a r i z a t i o nm o d ed i s p e r s i o nc o e f f i c i e n t(PMDc)两个正交的偏振模在单位长度中传输的时间差,用
8、P MDc表示,其单位为p s/k m。4 概述光纤偏振模色散测试仪主要用于光纤、光缆、光器件生产、工程设计、系统验收和运营维护等的PMD测试。目前,商用偏振模色散测试仪的测量原理主要有斯托克斯参数测定法(S P E)、干涉法(I N T Y)和固定分析法(F A),可直接测量偏振模色散(PMD)。偏振模色散系数则通过仪表内部的计算公式直接得到。4.1 斯托克斯参数测定法(S P E)原理1J J F1 4 2 82 0 1 3斯托克斯参数测定法(S P E)是测量单模光纤偏振模色散的基准试验方法。测试原理如图1所示。在某一波长范围内,以一定的波长间隔测量输出偏振态(S O P)随波长的变化,
9、该变化可以采用琼斯矩阵本征分析(J ME)或邦加球(P S)上S O P矢量的旋转来表征,通过分析和计算从而得到偏振模色散的测量结果。图1 斯托克斯参数测定法(S P E)原理图4.2 干涉法(I N T Y)原理干涉法(I NT Y)是测量单模光纤偏振模色散的第二替代试验方法。对于现场光纤光缆测试中,干涉法可以作为基准试验方法。测试原理如图2所示。当光纤一端用宽谱光源照射时,在输出端测量电磁场的自相关函数或互相关函数,从而确定PMD。在自相关型干涉仪表中,干涉图具有一个对应于光源自相干中心的相干峰。测量值代表了在测量波长范围内的平均值。在13 1 0n m或15 5 0n m窗口,波长范围典
10、型值是(6 08 0)n m。图2 干涉分析法原理图4.3 固定分析法(F A)原理固定分析法又称波长扫描法,是测量单模光纤PMD的第三替代试验方法。测试原理如图3所示。当输入光偏振方向保持固定而波长变化时,输出光场主偏振态(P S P)方向也会发生变化,通过一固定分析器(即检偏器)将偏振态(S O P)随波长的变化转化为具有峰谷起伏的输出功率随波长的变化,根据输出功率谱与群时延差的关系就可确定偏振模色散(PMD)。该方法可在测量波长范围内得到一个单次测量的平均值。2J J F1 4 2 82 0 1 3图3 采用宽谱光源固定分析偏振模色散测量装置5 计量特性5.1 偏振模色散示值误差最大允许
11、误差:(0.0 4+2.0%PMD测量值)p s。5.2 偏振模色散测量重复性测量重复性:0.0 3p s。5.3 动态范围动态范围:3 0d B。注:以上指标不是用于合格性判定,仅供参考。6 校准条件6.1 环境条件6.1.1 环境温度:(2 32)。6.1.2 校准期间内温度变化:如果被校PMD测试仪是斯托克斯参数测定法实现的,校准期间温度变化应控制在0.5范围内。6.1.3 相对湿度:8 5%。6.1.4 电源电压:(2 2 01 1)V;频率:(5 01 0)H z。6.1.5 工作平台平稳、抗振动。6.1.6 实验室无剧烈振动和影响测量结果的电磁干扰。6.2 校准用设备校准用设备应经
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