JJG 1035-2022 通信用光谱分析仪检定规程-高清版-（高清版）.pdf

中华人民共和国国家计量检定规程J J G1 0 3 52 0 2 2通信用光谱分析仪O p t i c a l S p e c t r u mA n a l y z e r s i nT e l e c o mm u n i c a t i o n 2 0 2 2-0 6-2 8发布2 0 2 2-1 2-2 8实施国 家 市 场 监 督 管 理 总 局 发 布通信用光谱分析仪检定规程V e r i f i c a t i o nR e g u l a t i o no fO p t i c a lS p e c t r u mA n a l y z e r s i nT e l e c o mm u n i c a t i o nJ J G1 0 3 52 0 2 2代替J J G1 0 3 52 0 0 8 归 口 单 位:全国光学计量技术委员会 主要起草单位:中国计量科学研究院国家通信计量站 参加起草单位:中国计量大学陕西省计量科学研究院无锡市计量测试院 本规程委托全国光学计量技术委员会负责解释J J G1 0 3 52 0 2 2本规程主要起草人:徐 楠(中国计量科学研究院)李 健(中国计量科学研究院)张颖艳(国家通信计量站)王旸阳(中国计量科学研究院)参加起草人:龚华平(中国计量大学)李 荣(陕西省计量科学研究院)王冠钧(无锡市计量测试院)J J G1 0 3 52 0 2 2目 录引言()1 范围(1)2 引用文件(1)3 概述(1)4 计量性能要求(2)4.1 波长(2)4.2 光功率(2)5 通用技术要求(2)5.1 外观(2)5.2 光学系统(2)6 计量器具控制(2)6.1 检定条件(2)6.2 检定项目(3)6.3 检定方法(3)7 检定结果的处理(6)8 检定周期(6)附录A 检定原始记录格式(7)附录B 检定证书内页格式(9)J J G1 0 3 52 0 2 2引 言 J J F1 0 0 2 国家计量检定规程编写规则、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程修订工作的基础性系列规范。本规程是对J J G1 0 3 52 0 0 8 通信用光谱分析仪的修订。与J J G1 0 3 52 0 0 8相比,除编辑性修改外主要技术变化如下:删除了对波长范围的限制;将主标准器光波长计的测量不确定度要求根据实际需要适当放宽;简化了分辨力带宽的测量步骤与测量结果表述;增加了分束器法测量波长示值误差,减小光源波长变化引入的测量不确定度;光谱分析仪的光功率示值与非线性检定直接参照J J G8 1 3 光纤光功率计执行;删除了偏振相关损耗的检定要求。本规程的历次版本发布情况为:J J G1 0 3 52 0 0 8。J J G1 0 3 52 0 2 2通信用光谱分析仪检定规程1 范围本规程适用于通信用光谱分析仪(以下简称光谱分析仪)的首次检定、后续检定和使用中检查。2 引用文件本规程引用了下列文件:J J G8 1 3 光纤光功率计I E C6 2 1 2 9-1 波长/光频率测量设备的校准 第1部分:光谱分析仪(C a l i b r a t i o no fw a v e l e n g t h/o p t i c a lf r e q u e n c y m e a s u r e m e n ti n s t r u m e n t sP a r t1:O p t i c a ls p e c t r u ma n a l y z e r s)凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规程;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规程。3 概述光谱分析仪是用来测量光信号光谱功率分布的计量器具。光谱分析仪可以测量光源等有源器件的光谱功率分布,也可以测量一些无源器件的光谱传输特性。目前光谱分析仪的测量方法主要有两种:光栅法和干涉法。光栅法的主要优点是扫描速度快、成本低。光栅法光谱分析仪结构示意如图1所示。干涉法的主要优点是波长测试精度较高,但动态范围有限,扫描速度慢,成本较高。干涉法光谱分析仪结构示意如图2所示。图1 光栅法光谱分析仪结构示意图1J J G1 0 3 52 0 2 2图2 干涉法光谱分析仪结构示意图4 计量性能要求4.1 波长4.1.1 分辨力带宽最大允许误差:2 0%。4.1.2 波长示值最大允许误差:0.2n m。4.2 光功率4.2.1 动态范围:3 5d B。4.2.2 光功率修正值:1d B。4.2.3 光功率非线性:优于0.1 3d B。5 通用技术要求5.1 外观5.1.1 有规格、型号、制造厂名、制造日期、设备编号及相应的警示标志等。5.1.2 无影响其电气和光学性能的机械损伤;各紧固件应紧固良好;调节旋钮、按键、开关等均应工作正常,无松动现象;各接插件紧密配合,接触良好;显示值清晰。5.2 光学系统光谱分析仪的光输入方式为光纤连接器型,建议为F C型光纤连接器。6 计量器具控制计量器具控制包括首次检定、后续检定和使用中检查。6.1 检定条件6.1.1 检定设备6.1.1.1 激光光源光源类型:窄线宽光源(线宽小于1 0 0MH z,如可调谐激光器、分布反馈(D F B)激光器或气体激光器等);中心波长:满足检定要求的工作波长,应包含(13 1 01 0)n m范围内一点与(15 5 01 0)n m范围内一点;波长稳定度:优于5p m(1m i n);输出功率:0d B m;2J J G1 0 3 52 0 2 2输出功率稳定度:优于0.0 2d B(1 5m i n);输出方式:光纤连接器型,建议为F C型光纤连接器。6.1.1.2 可变光衰减器工作波长:满足检定要求的工作波长;衰减范围:4 0d B;插入损耗:4d B;回波损耗:4 5d B;输入输出方式:光纤连接器型,建议为F C型光纤连接器。6.1.1.3 光波长计工作波长:满足检定要求的 工作 波 长,应 包 含(13 1 01 0)n m与(15 5 01 0)n m范围;波长测量扩展不确定度:U=2p m(k=2);输入方式:光纤连接器型,建议为F C型光纤连接器。6.1.1.4 光电型光纤光功率计工作波长:满足检定要求的工作波长;扩展不确定度(在-1 0d B m):U=0.1 3d B(k=2);非线性(大于4 0d B):优于0.0 2d B。6.1.1.5 光纤分束器工作波长:满足检定要求的工作波长;分束比:约为11;输入方式:光纤连接器型,建议为F C型光纤连接器。6.1.2 环境条件检定环境温度为(2 35),相对湿度小于8 0%。无明显振动与电磁干扰。6.2 检定项目表1 检定项目一览表检定项目首次检定后续检定使用中检查外观+分辨力带宽示值误差+-波长示值误差+动态范围+光功率示值误差+光功率非线性+-注:“+”表示需检项目,“-”表示不需检项目。6.3 检定方法6.3.1 所有检定用设备和被检光谱分析仪均置于实验台上,并按照说明书的要求进行预热和自校准。各段连接光纤(或光缆)的位置在整个测试过程中应保持固定,光纤接3J J G1 0 3 52 0 2 2头应保持清洁。6.3.2 外观及工作正常性检查用目视法进行外观检查,看其是否符合通用技术要求5.15.2。6.3.3 光谱分析仪分辨力带宽示值误差检定6.3.3.1 对分辨力带宽示值误差的检定,可参照I E C6 2 1 2 9-1:2 0 1 6中的7.2,用谱宽远小于被检光谱分析仪最小分辨力的光源输入该光谱分析仪,测量光谱分析仪所显示光谱曲线的半高全宽(FWHM),该半高全宽则为该光谱分析仪实际的最小分辨力带宽。6.3.3.2 按图3连接检定设备。图3 分辨力带宽检定装置框图6.3.3.3 选取某一检定波长点(建议在13 1 0n m或15 5 0n m附近)调整窄线宽光源的输出功率,使其小于光谱分析仪所允许的最大接收光功率,否则需用光衰减器。6.3.3.4 调整被检光谱分析仪的分辨力带宽,使其设定为该仪器最小分辨力带宽RS E T,读取3次由被检光谱分析仪在当前分辨力带宽下所测得的标准窄线宽光源的带宽值RR E Fj(j=1,2,3),其算术平均值作为被检光谱分析仪最小分辨力带宽的实际值RR E F。记录测试结果。6.3.3.5 根据公式(1)计算分辨力带宽的相对示值误差R:R=(RS E T-RR E F)/RR E F1 0 0%(1)6.3.4 波长示值误差检定6.3.4.1 采用比较法进行光谱分析仪波长示值误差检定。6.3.4.2 按图4或图5连接检定设备(采用分束器可简化操作并减小由于光源波长波动引入的测量不确定度)。调整光衰减器使输出功率小于被检光谱分析仪和标准光波长计的最大接收功率。图4 比较法(采用分束器)波长示值误差检定装置框图4J J G1 0 3 52 0 2 2图5 比较法(不采用分束器)波长示值误差检定装置框图6.3.4.3 将被检光谱分析仪的分辨力带宽设为最小值。选取某一检定波长点,设置被检光谱分析仪的测量波长范围对应此检定波长点进行测量。6.3.4.4 窄线宽光源通过光纤分束器同时连接标准光波长计与被检光谱分析仪,分别读取3次标准光波长计与被检光谱分析仪所测波长值R E Fj,i与O S Aj,i(i=1,3;j为波长点序号,当前取j=1),根据公式(2)分别计算平均值与示值误差,并记录测试结果。O S Aj=133i=1O S Aj,iR E Fj=133i=1R E Fj,ij=O S Aj-R E Fj(2)6.3.4.5 在检定波长范围内取至少1 0个不同光波长点(尽可能均匀分布,应包含13 1 0n m、15 5 0n m),重复测试步骤6.3.4.4,(取j=2,1 0),记录测试结果并根据公式(3)计算波长示值误差。j=O S Aj-R E Fj(3)6.3.5 动态范围检定6.3.5.1 按图6连接检定设备。选取某一检定波长点,调整光衰减器使输出功率小于被检光谱分析仪的最大接收功率,将光谱分析仪的分辨力带宽设为0.1n m。图6 光功率动态范围测试装置框图6.3.5.2 读取窄线宽光源中心波长p e a k处光功率值与中心波长p e a k0.2n m处最大功率值的差值,作为动态范围第1次测量值D1,并记录测试结果。6.3.5.3 重复3次测试步骤6.3.5.2,记录测试结果并根据公式(4)计算光谱分析仪的动态范围:D=133i=1Di(4)6.3.6 光功率修正值与光功率非线性检定5J J G1 0 3 52 0 2 2对光谱分析仪的光功率修正值与光功率非线性的检定分别参照J J G8 1 32 0 1 3 光纤光功率计的7.2.2和7.2.4.2执行。7 检定结果的处理根据各检定项目的测量结果是否符合计量性能要求,判断检定是否合格。经检定合格的光谱分析仪,发给检定证书;不合格的发给检定结果通知书,并注明不合格项目。检定证书的内页格式见附录B。8 检定周期光谱分析仪检定周期为1年。修理后或使用频繁的光谱分析仪由用户根据实际需要提前送检。6J J G1 0 3 52 0 2 2附录A检定原始记录格式原始记录编号证书编号型号/规格检定依据出厂编号送检单位计量标准器信息制造厂通用技术要求:分辨力带宽测量测量值n m平均值n m设置值n m相对误差 波长示值误差标准值n m平均值n m测量值n m平均值n m示值误差n m 动态范围测量值d B测量结果d B 7J J G1 0 3 52 0 2 2 光功率修正值标准值d B m平均值d B m测量值d B m平均值d B m修正值d B 光功率非线性(比对法)序号标准值d B m被检示值d B m示值误差Cd B1234非线性(-):(C最大-C最小)/2=d B检定日期:年 月 日检定员:核验员:温度:相对湿度:%8J J G1 0 3 52 0 2 2附录B检定证书内页格式 分辨力带宽测量值(n m):相对示值误差:波长示值误差:标准值n m测量值n m示值误差n m 光功率修正值:标准值d B m测量值d B m修正值d B 光功率非线性(d B)(检定光功率区间):动态范围(d B):说明:示值误差=测量值-标准值。J J G1 0 3 52 0 2 2