1 范圍

本規(guī)范適用于通信用光偏振度測試儀(波長范圍800nm～1650nm)的校準。其他包含偏振度測試功能的儀器校準可參照本規(guī)范執(zhí)行。對通信用光偏振度測試儀的光功率參數的校準可參照JJG965《通信用光功率計》執(zhí)行。

2 引用文件

本規(guī)范引用了下列文件；

JJG965通信用光功率計凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)范；

凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本規(guī)范。

3 術語和計量單位

3.1 偏振度degreeofpolarization

光束中偏振光在總光功率中所占的比例。

注：根據《光學原理》(第五版：M、波思。E.沃耳夫料學出版社，1978)10.8.2中所述，偏振

度可由公式(1)給出：

(1)

式中：

DOP——偏振度：

P,——偏振光部分的光功率值，mW;

P——總光功率值，mW。

光功率值通常用國際單位制的導出單位瓦(W)系列表征，工程中一般用毫分貝(dBm)表示功率的量值。以上兩種單位制可由公式(2)換算：

(2)

Pm=10lg(Pw/1mW)

式中：

Pmm—以dBm為量值單位的功率值；

Pw—以mW為量值單位的功率值。

4 概述

通信用光偏振度測試儀是用于測量通信波段光偏振度的儀表。

日前通信用光偏振度測試儀的測量方法主要有兩種：

斯托克斯矢量法和極值法。斯托克斯矢量法是基本方

法，是通過將被測光分為四束并測量四個不同偏振態(tài)光束的光功率得出斯托克斯參數，根據斯托克斯參數計算出被測光的偏振度，其工作原理如圖1所示。極值法是利用擾偏器，在被測光信號的偏振態(tài)變化過程中搜尋透過偏振片的最大功率點與最小功率點，然后計算出被測光的偏振度，其工作原理如圖2所示。

圖1 斯托克斯矢量法原理圖

圖2 極值法原理圖

5 計量特性

5.1 偏振度示值誤差

一般不大于±0.05。

一般在被校通信用光偏振度測試儀常用的測量范圍內選擇幾點作為參考偏振度點。

建議參考偏振度點的選擇范圍為以下區(qū)間：(0～0.1),(0.4~0.6),(0.9～1)。

5.2 偏振度測量重復性

一般不大于0.01。

注：隊上指標不是用于合格性判別。僅供參考。

6 校準條件

6.1 環(huán)境條件

6.1.1 環(huán)境溫度：(23±5)℃,校準過程中環(huán)境溫度變化不大于±2℃。

6.1.2 相對濕度；≤80%。

6.1.3 電源電壓：(220±22)V:頻率；(50±1)Hz。

6.1.4 實驗室應無劇烈振動和影響測量結果的電磁場干擾。

6.2 測量標準及其他設備

6.2.1 測量標準光電型光功率計

   a)工作波長：(800～1650)nm;

   b)線性度(大于30dB或3個數量級):優(yōu)于±0.5%;

   c)偏振相關響應；優(yōu)于±0.3%;

   d)輸入方式：光纖輸入，建議采用FC型光纖連接器。

6.2.2 其他設備

6.2.2.1 激光光源

   a)中心波長范圍：(800～1650)nm;

   b)光源類型：法布里-玻羅型(FP)或分布反饋型(DFB);

   e)輸出功率：20dBm;

   d)輸出功率穩(wěn)定度：優(yōu)于±0.02dB(15min);

   e)輸出方式：光纖輸出，建議采用FC型光纖連接器。

6.2.2.2 光衰減器

   a)工作波長：(800～1650)nm;

   b)衰減量：(0～30)dB,連續(xù)可調；

   e)插入損耗；≤3dB:

   d)輸入輸出方式：光纖輸入輸出，建議采用FC型光纖連接器。

6.2.2.3 偏振控制器

   a)工作波長：(800～1650)nm;

   b)偏振消光比：≥40dB:

   e)插入損耗；≤3.0dB;

   d)輸入輸出方式：光纖輸入輸出，建議采用FC型光纖連接器。

6.2.2.4 偏振合束器

   a)工作波長：(800～1650)nm:

   b)插入損耗，≤3.0dB;

   e)偏振合束器內品體或偏振片的消光比：≥30dB?

   d)輸入輸出方式：光纖輸入輸出，建議采用FC型光纖連接器。

6.2.2.5 其他

   分束比約為111的分束器，光開關，與光源及被校儀器適配的連接器和光纖跳線等。

7 校準項目和校準方法

7.1 校準項目

a)偏振度示值誤差；

b)偏振度測量重復性。

7.2 校準前檢查

a)應具備規(guī)格、型號、制造廠名、設備編號及相應的警示標志等；

b)被校通信用光偏振度測試儀應帶有必要的附件，說明書；

c)被校通信用光偏振度測試儀各部件應安裝牢固，能確保正常工作；d)被校通信用光偏振度測試儀通電后顯示功能正常。

7.3 校準準備

所有校準用設備和被校通信用光偏振度測試儀均置于工作臺上，并按照說明書的要求進行預熱。校準用設備應在檢定或校準周期內使用。整套校準設備應靜置一段時間以消除光纖應力變化對光偏振態(tài)的影響。各段連接光纖(或光纜)的位置在整個測試過程中應保持固定，光纖接頭應保持清潔。

7.4 偏振度示值誤差

7.4.1 設備連接

按圖3連接校準設備。若激光源采用DFB型激光器或窄線寬激光器，則需要使用光纖延時線以消除相干的影響。光纖延時線的長度虛大于光源的相干長度，相干長度的計算根據公式(3)式得到：

(3)

L=c/△

式中：

c——光速，m/st

Ap——光源線寬，Hz。

圖3 偏振度示值誤差校準裝置框圖

7.4.2 光路調整

為保證足夠的光通過偏振合束器以便于標準光功率計的測量，需要先進行光路調整。將光開關A接通、B關斷，測節(jié)該支路偏振控制器，使標準光纖光功率計的測量值盡量大，保持此時偏振控制器狀態(tài)不變。將光開關A關斷、B接通，調節(jié)該支路偏振控制器，使標準光功率計的測量值盡量大，保持此時偏振控制器狀態(tài)不變。

7.4.3 校準區(qū)間設定

將光開關A接通，B關斷，讀取標準光功率計的測量值PA。將光開關A關斷、B接通，調節(jié)B支路光衰減器的衰減量并讀取標準光功率計的測量值P。將光開關A、B都接通，讀取標準光功率計的測量值P。B支路光衰減器的調節(jié)應使偏振度標準值處于5.1建議的參考偏振度點某一區(qū)間內。

偏探度標準值由公式(4)計算：

7.4,4 將光開關A接通、B關斷，記錄標準光功率計的測量值PA。將光開關A關斷，B接通，記錄標準光功率計的測量值Pn。將光開關A、B都接通，記錄標準光功率計的測量值P。

   根據公式(4)計算偏振度標準值DOP,并記錄。

7.4.5 將偏振合束器的輸出端光纖與被校偏探度測試儀連接。讀取被校偏振度測試儀的示值DOP,并記錄。

7.4.6 重復7.4.4~7.4.5步驟操作n次(a≥6)。分別按下列公式(5)、公式(6)計算偏振度標準值與被校偏振度測試僅示值的平均值：

式中

   DOP，偏振度標準值的平均值；

   DOP,——被校偏振度測試儀示值的平均值；

   m——測量次數；

   DOP-——第；次測量得到的偏振度標準值：

   DOP_——第；次測量得到的被校偏振度測試儀示值。

7.4.7 示值誤差

   按公式(7)計算示值誤差。

   C=DOP,-DOP

   式中：

   C——示值誤差。

7.4.8 根據步驟7.4.3,設定偏振度校準區(qū)間分別為5.1建議的參考偏振度點其余區(qū)間，重復7.4.4～7.4.7校準步驟。

7.5 偏振度測量重復性

根據偏振度校準區(qū)間為(0.4～0.6)的偏振度示值誤差測量結果，計算實驗標準差，按公式(8)求出測量重復性。

式中：

rye——重復性：

n——測量次數，≥6;

DOPa—第k次測量得到的被校光偏振度測試儀示值，k=1,…;

DOP,—n次測量得到的被校光偏振度測試儀示值的算術平均值。

8 校準結果

校準后的通信用光偏振度測試儀發(fā)給校準證書，所有校準項目及其結果均應在證書

中反映。校準證書包括信息至少應滿足JJF1071—2010中5,12的要求。

原始記錄格式參見附錄A,校準證書內頁格式參見附錄B,校準結果不確定度評定實例參見附錄C.

9 復校時間間隔

由于復校時間間隔的長短是由儀器的使用情況、使用者、儀器本身質量等諸因素所決定的。因此，送校單位可根據實際使用情況自主決定復校時間間隔。建議不超過1年。更換重要部件、維修或對儀器性能有懷疑時，應及時校準。

附件 ：

附件A.pdf

附件B.pdf

附件C.pdf

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