JJ.国家计量标准-JJG958-2000.pdf

中华人 民共和 国国家计量检定规程 J J G 9 5 8 -2 0 0 0 光 传 输 用 稳 定 光 源 S t a b i l i z e d L a s e r S o u r c e s f o r O p t i c a l T r a n s mi t 2 0 0 0 一1 2 一1 2发布 2 0 0 1 一0 3 一0 1实施 国 家 质 量 技 术 监 督 局发布 . I I G 95 8- 2 000 伪 广.令.。.心-令.令.。.。.飞 光传输用稳定光源检定规程 V e r i f i c a t i o n Re g u l a t i o n o f S t a b i l i z e d L a s e r S o u r c e s f o r Op t i c a l T r a n s mi t 乙 乙 0 J J G 9 5 8 -2 0 0 0 弓 弓 . 0. o. 0. 口. 0. o. 0. o. o. 0. o. 0. 0. 少 本规程经国家质量技术监督局于2 0 0 0年1 2月 1 2日批准，并自2 0 0 1 年 0 3 月 0 1日起施行 。 归口单位:全国光学计量技术委员会 起草单位:信息产业部通信计量中心 本规程委托信息产业部通信计量 中心负责解释 . r . r c 95 8- 2 000 本规程主要起草人 : 周波 参加起草人 : 郭恒 ( 信息产业部通信计量中心) ( 信息产业部通信计量中心) d J G 9 5 8 - 2 0 0 0 目录 1 范围· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ( 川 2 概述· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ( 1 ) 3 计量性能要求· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ( 1 ) 4 通用技术要求· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ( 1 ) 5 计量器具控制· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ( 1 ) 6 检定结果处理及检定周期· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ( 5 ) 附录A 检定记录格式 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ( 6 ) 附录 B 检定证书内页格式 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ( 8 ) 附录C 不确定度分析 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ( 9 ) J JG 95 8- 2 00 0 光传输用稳定光源检定规程 I 范围 本规程适用于光传输用稳定光源设备的首次检定、后续检定和使用中检验。 2 概述 光传输用稳定光源 ( 以下简称稳定光源)是光通信线路铺设、设备维护、 科研和生 产中的重要设备。在光纤衰减的测量、线路中连接损耗的测量、各种活动连接器的插人 损耗及光电器件和接收机灵敏度的测量中是不可缺少的设备。稳定光源的发光器件一般 为工作波段在 1 3 1 0 n m或 1 5 5 0 n m的激光器 ( L D )或发光二极管 ( L E D ) . 3 计量性能要求 3 . 1 光源输出功率 ( 最大)应与说明书上给出的一致。 3 . 2 光源输出功率的时间稳定度 3 . 2 . 1 长时间 ( -5 h )稳定度应优于10 . 2 d B . 3 . 2 . 2 短时间 ( 1 5 mi n )稳定度应优于 士 0 . 0 2 d B . 3 . 3 光源的光谱特性应与说明书上给出的一致。 4 通用技术要求 被检稳定光源应处于以下状态 :有规格、型号、制造厂名 、设备编号，该稳定光源 作为计量器具应有计量器具制造许可证 ( 恒 ) 标志及相应的 警示标记。各调节旋钮、 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。仪器完好， 不应有影响使用的机械损伤。被检稳定光源应带有说明书。 5 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验。 首次检定是对用户新购置的、或制造厂新生产的稳定光源进行的检定。首次检定结 果应确定是否满足第 3条计量性能要求。 后续检定包括有效期内的检定、周期检定以及修理后的检定。后续检定时，应具有 上次的检定证书，且光源上有相应的检定标记。 使用 中检验是为了检查检定标记或检定证书是否有效，标记是否损坏，状态是否有 明显变动 ，是否超差。 5 . 1 检定条件 5 . 1 . 1 检定环境条件 5 . 1 . 1 . 1 环境温度:( 2 0 士5 ) C J J G 9 5 8 -2 0 0 0 5 . 1 . 1 . 2 检定期间内温度变化 :士2 0 C 5 . 1 . 1 . 3 相对湿度:镇8 5 % 5 . 1 . 1 . 4 电源电压:( 2 2 0 土1 1 ) V 5 . 1 . 1 . 5 实验室应无剧烈震动和影响测量结果的电磁场干扰。 5 . 1 . 2 检定用设备见表 t o 表 1 仪器设备特征参数 光功率计 工作波长 ( 8 0 0 -1 6 0 0 ) n m 测量范围 +1 3 一一 9 0 d B m 不确定度-5 % ( k 二2 ) 分辨力1 P W; 稳定度: 1 . 5 P W 输人方式:光纤输人或光束输人 可 变 光 衰 减工作波长 ( 8 0 0 一1 6 0 0 ) n m 动态范围 ( 0- 6 0 ) d B 连续可调 擂人损耗(3 . 5 d B 输出输人方式:光纤输人或光束输人 光 谱 分 析 仪工作波长 ( 8 0 0 一 1 6 0 0 ) n m 不确定度成1 . 5 n m ( k= 2 ) 分辨力优于0 . 5 n m 标准光纤 配有F C / P C型光纤连接器， 且长度不小于2 m， 适用于多模或单 模的光纤 5 2 检定项 目见表 2 。 表 2 检 定 项目 检定项目 首 次 检 定后 续 检 定使 用 中 检 验 输 出 功 率 + + 短 时间稳 定度 十+十 长时间稳定度 + 中心波长 十 光 谱 带 宽 + 注:表中 “ 一”表示选测项，如后续检定是由于维修了发光元件，则应检定中心波长和光谱 带宽。 JJ G 95 8- 2 00 0 外观及工作正常性检查 被检稳定光源应带有必要的附件、说明书及前次检定证书。 被检稳定光源各部件应安装牢固，能确保工作正常。 被检稳定光源通电后显示功能正常。 输出功率的检定 测稳定光源输出功率和稳定度时，被测光源应处于连续光 ( C W)输出状态。 根据被检定光源输出功率的大小和波长范围选用相应的光功率计。 按图 1 组成测量系统。 1勺一八j 1立曰.通，.且11气乙勺 气乙勺勺 气jll 勺勺 2. 2 勺勺 2. 2 、Jl、气 稳 定 光 ·一 光 功 率 计一 图 1 输出功率检定系统框图 2. 2. 4 5. 2. 2. 5 5. 2. 2. 5 5. 2. 2. 5. 2 5. 2. 2. 6 2. 2. 7 开启被检稳定光源，使其处于连续输出状态。 开启光功率计并进行校零。 光源以光束方式输出时，使光束垂直对准探测的中心，并可靠地固定。 光源以光纤方式输出时，用光纤连接。 检定前，所有检定用设备及被检稳定光源应按规定进行预热。 测量时:每隔 3 0 -6 0 s 记录光功率值 P ; ，共测 3 次，取平均得出输 出功率 名 P i P o ut 二 :_ l3 ( 1 ) 5. 2 . 3 输 出功率的稳足 度检足 光源输出功率 P随时间t 的变化特性称为光源的输出功率时间稳定度Ro 注 : 1 对具有功率可调整的稳定光源，在测功率稳定度时，调整设置为零。 5 . 2 . 3 . 1 按图2组成测量系统。如稳定光源输出光功率上限在光功率计测量上限以内， 则图 2中光衰减器可略去;如稳定光源输出光功率上限高于光功率计测量上限，调整光 衰减器衰减值，使光功率值达到测量上限以内。 图 2 输出功率稳定度检定系统框图 2 . 3 . 2 开启稳定光源。 J I G 9 58 - 200 0 5 . 2 . 3 . 3 按说明书对光功率计、光衰减器进行校零。 5 . 2 . 3 . 3 . 1 光源以光束方式输出时，光衰减器和光功率计采用光束型。测量时应尽量 减少检测过程中外界振动等原因造成的照射位置发生变化带来的检测误差。 5. 2. 3. 4 5. 2. 3. 5 检定前，所有检定用设备及被检稳定光源应按规定进行预热。 短时间稳定度 率值 5. 2. 按一定时间间隔， 记录光功率值P ; ， 测量总时间 t 不少于1 5 m i n , 测得 n个光功 ( n )1 0 ) o 3 . 6 长时间稳定度 按一定时间间隔， 记录光功率值 P j , 测量总时间t 不少于5 h , 测得 n 个光功率值 ( n )1 0 ) . R, P- 一Pm , 2x 尸 x 1 0 0( 2 ) 式中: P m s x ， P m , n 尸 时间 t 内测得光功率值最大值与最小值; 输出光功率在时间 t 内的平均值: 名只 P =1 兰 ! ( 3 ) 、 41f ，了、 n 式中:n -测量次数 ( n i1 0 ) o 功率稳定度可用百分比表示，也可以用 d B表示。 稳定度用d B 表征时， R d B 与 用百分比 表征稳定度 R ， 的换算如下: R d B=1 0 x l g ( R , +1 ) 入 山 弓 R r =1 0 1 0 一1 2. 4 2. 4 光谱特性检定 按图 3 组成测量系统。 图 3 光谱特性检定系统框图 5 . 2 . 4 . 1 . 1 核验光谱仪的最大接收功率是否大于 待测稳定光源的输出功率， 如果大于， 则可取消图3中光衰减器 ，光源直接接人光谱仪;如果小于，则调整光衰减器值，使输 入光谱仪的光功率值小于光谱仪最大接收功率。 5 . 2 . 4 . 1 . 2 按规定预热光谱仪、光衰减器及被检定稳定光源。 4 J J G 9 5 8 -2 0 0 0 5 . 2 . 4 . 2 设定光谱仪为测试光源光谱特性状态。 5 . 2 . 4 . 3 中心波长的检定 5 . 2 . 4 . 3 . 1 当光源为发光二极管 ( L E D )时，设定光谱仪为测试发光二极管 ( L E D) 光源光谱状态 ，对中心波长名义值 士1 0 0 n m范围进行扫描，记录其显示出的中心波长 几 。 。 5 . 2 . 4 . 3 . 2 当光源为激光二极管 ( L D ) ，设定光谱仪为测试激光二极管 ( L D )光源光 谱状态，对中心波长名义值 士 2 5 n m范围进行扫描，根据光谱曲线记录其显示出的中心 波长 几 。 : N_2 几 八 A n= : P 分 1( 6 ) u = l 一 p o 式中: 尸 。 为光源的总光功率: N 尸 。 =L J 只( 7 ) i= l 5 . 2 . 4 . 4 光谱带宽测量 5 . 2 . 4 . 4 . 1 发光二极管 ( L E D )光源光谱带宽测量，设定光谱仪为测试发光二极管 ( L E D )光源光谱状态，进行测量。 5 . 2 . 4 . 4 . 2 激光二极管 ( L D )光源光谱带宽测量， 设定光谱仪为测试激光二极管 ( L D )光源光谱状态，进行测量。 5 . 2 . 4 . 4 . 3 光谱带宽取最大激光半功率点宽度 ( F WH M) o 5 . 2 . 4 . 4 . 4 对发光元件是分布反馈 ( D F B )半导体激光器的稳定光源，光谱带宽定义 为相对主模中心波长的功率跌落 2 0 d B时的全宽。 6 检定结果处理及检定周期 6 . 1 经检定符合本规程要求的稳定光源 ，出具检定证书;检定不符合本规程要求的， 发给检定结果通知书，并指出检定不合格项目。 6 . 2 检定周期一般不超讨 1 年。 JJ G 95 8- 2 00 0 附录 A 检定记录格式 1 台头 检定证书第 计量器具名称 制造厂 插件型号 工作波长 送检单位 号号 型编 插件编号 2 外观及工作状态检查记录表 内容有无数量备注 1 前次检定证书 2配件 3部件 3 最大输出功率检定结果原始记录表 测试 次数 输出 功率只 输出 功率尸 、 4 稳定度检定结果原始记录表 短时间稳定度检定: 长时 间稳定 度检定 : 次数时间功 率 值 1 2 3 n 次数时间功 率 值 1 2 3 n J JG 9 58 - 2 0 00 平均功率值 最大值P m a x 二 最小值P m i. = 短时间稳定度 R , ， 二 平均功率值 最大值 尸 ， x = 最小值 P m 二 长时间稳定度 R ， 一 稳定光源光谱特性检定结果原始记录表 中心波长标称值 中心波长实测值 光谱带宽标称 值 光谱带宽实测值 检定日期年 检定员 注:稳定度如 自动测量， 月日温 度 核 验员 保 留测 量曲线及 结果。 相对湿度 J JG 9 58- 2 00 0 附录 日 检定证书内页格式 型号 : 编 号 : 工 作波长 : 输 出功率 : 稳定度: 短稳 : 长稳 : 中心 波长 : 光谱 带宽 : 检定 日期月日温度相对湿度% JJ G 95 8- 20 00 附录 C 不确定 度分 析 输出功率检定不确定度 当 光源为光束输出时， 检定误差主 要由光功率计的 误差S m 带来。 当光功率计允许误差为a : 时， 测量结果的合成标准 不确定度 u 。 为 一 了 a ,r3 厂 + u 2 (C 1) 式中:u 2 - 测量标准偏差: 一 刁 画 P_,- P12P_ In - 1 (C2) 式中:n -测量功率的次数。 则扩展不确定度为 U =2 u , ( C 3 ) 1 . 2 当光源与光功率计之间用光纤连接时， 检定误差由光功率计的误差S , 与加人光 纤带来的 误差 o f 组成。 测试用光纤所带来的测量不确定度因采用标准光纤， 数值很小， 可忽略不计。 2 稳定度检定不确定度 不论是光束还是光纤输出的稳定光源， 由于稳定度是一相对值， 此项不确定度8 - 由光功率计的稳定度决定。 3 光谱特性检定不确定度 此项不确定度由 光谱仪测量波长的 不确定度S p . . 决定。 4 数据处理与表达 稳定光源输出功率值小数点后保留一位小数，中间记录的位数可比最终的结果多一 位 ，末位值采用四舍五入的修约规则。 稳定光源输出功率稳定度值小数点后保留三位小数 ( 长稳)或两位小数 ( 短稳) ， 中间记录的位数可比最终结果多一位。 光谱特性值小数点后保留一位小数。