1 范圍

本規(guī)范適用于通信用光偏振度測(cè)試儀(波長(zhǎng)范圍800nm～1650nm)的校準(zhǔn)。其他包含偏振度測(cè)試功能的儀器校準(zhǔn)可參照本規(guī)范執(zhí)行。對(duì)通信用光偏振度測(cè)試儀的光功率參數(shù)的校準(zhǔn)可參照J(rèn)JG965《通信用光功率計(jì)》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(jì)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(shù)語(yǔ)和計(jì)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(jù)《光學(xué)原理》(第五版：M、波思。E.沃耳夫料學(xué)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(guó)際單位制的導(dǎo)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(cè)試儀是用于測(cè)量通信波段光偏振度的儀表。

日前通信用光偏振度測(cè)試儀的測(cè)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(cè)光分為四束并測(cè)量四個(gè)不同偏振態(tài)光束的光功率得出斯托克斯參數(shù)，根據(jù)斯托克斯參數(shù)計(jì)算出被測(cè)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(cè)光信號(hào)的偏振態(tài)變化過程中搜尋透過偏振片的最大功率點(diǎn)與最小功率點(diǎn)，然后計(jì)算出被測(cè)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(jì)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(cè)試儀常用的測(cè)量范圍內(nèi)選擇幾點(diǎn)作為參考偏振度點(diǎn)。

建議參考偏振度點(diǎn)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(cè)量重復(fù)性

一般不大于0.01。

注：隊(duì)上指標(biāo)不是用于合格性判別。僅供參考。

6 校準(zhǔn)條件

6.1 環(huán)境條件

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

6.1.2 相對(duì)濕度；≤80%。

6.1.3 電源電壓：(220±22)V:頻率；(50±1)Hz。

6.1.4 實(shí)驗(yàn)室應(yīng)無劇烈振動(dòng)和影響測(cè)量結(jié)果的電磁場(chǎng)干擾。

6.2 測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備

6.2.1 測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)光電型光功率計(jì)

   a)工作波長(zhǎng)：(800～1650)nm;

   b)線性度(大于30dB或3個(gè)數(shù)量級(jí)):優(yōu)于±0.5%;

   c)偏振相關(guān)響應(yīng)；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(shè)備

6.2.2.1 激光光源

   a)中心波長(zhǎng)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(zhǎng)：(800～1650)nm;

   b)衰減量：(0～30)dB,連續(xù)可調(diào)；

   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(zhǎng)：(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(zhǎng)：(800～1650)nm:

   b)插入損耗，≤3.0dB;

   e)偏振合束器內(nèi)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(guān)，與光源及被校儀器適配的連接器和光纖跳線等。

7 校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法

7.1 校準(zhǔn)項(xiàng)目

a)偏振度示值誤差；

b)偏振度測(cè)量重復(fù)性。

7.2 校準(zhǔn)前檢查

a)應(yīng)具備規(guī)格、型號(hào)、制造廠名、設(shè)備編號(hào)及相應(yīng)的警示標(biāo)志等；

b)被校通信用光偏振度測(cè)試儀應(yīng)帶有必要的附件，說明書；

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

7.3 校準(zhǔn)準(zhǔn)備

所有校準(zhǔn)用設(shè)備和被校通信用光偏振度測(cè)試儀均置于工作臺(tái)上，并按照說明書的要求進(jìn)行預(yù)熱。校準(zhǔn)用設(shè)備應(yīng)在檢定或校準(zhǔn)周期內(nèi)使用。整套校準(zhǔn)設(shè)備應(yīng)靜置一段時(shí)間以消除光纖應(yīng)力變化對(duì)光偏振態(tài)的影響。各段連接光纖(或光纜)的位置在整個(gè)測(cè)試過程中應(yīng)保持固定，光纖接頭應(yīng)保持清潔。

7.4 偏振度示值誤差

7.4.1 設(shè)備連接

按圖3連接校準(zhǔn)設(shè)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(shí)線以消除相干的影響。光纖延時(shí)線的長(zhǎng)度虛大于光源的相干長(zhǎng)度，相干長(zhǎng)度的計(jì)算根據(jù)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(zhǔn)裝置框圖

7.4.2 光路調(diào)整

為保證足夠的光通過偏振合束器以便于標(biāo)準(zhǔn)光功率計(jì)的測(cè)量，需要先進(jìn)行光路調(diào)整。將光開關(guān)A接通、B關(guān)斷，測(cè)節(jié)該支路偏振控制器，使標(biāo)準(zhǔn)光纖光功率計(jì)的測(cè)量值盡量大，保持此時(shí)偏振控制器狀態(tài)不變。將光開關(guān)A關(guān)斷、B接通，調(diào)節(jié)該支路偏振控制器，使標(biāo)準(zhǔn)光功率計(jì)的測(cè)量值盡量大，保持此時(shí)偏振控制器狀態(tài)不變。

7.4.3 校準(zhǔn)區(qū)間設(shè)定

將光開關(guān)A接通，B關(guān)斷，讀取標(biāo)準(zhǔn)光功率計(jì)的測(cè)量值PA。將光開關(guān)A關(guān)斷、B接通，調(diào)節(jié)B支路光衰減器的衰減量并讀取標(biāo)準(zhǔn)光功率計(jì)的測(cè)量值P。將光開關(guān)A、B都接通，讀取標(biāo)準(zhǔn)光功率計(jì)的測(cè)量值P。B支路光衰減器的調(diào)節(jié)應(yīng)使偏振度標(biāo)準(zhǔn)值處于5.1建議的參考偏振度點(diǎn)某一區(qū)間內(nèi)。

偏探度標(biāo)準(zhǔn)值由公式(4)計(jì)算：

7.4,4 將光開關(guān)A接通、B關(guān)斷，記錄標(biāo)準(zhǔn)光功率計(jì)的測(cè)量值PA。將光開關(guān)A關(guān)斷，B接通，記錄標(biāo)準(zhǔn)光功率計(jì)的測(cè)量值Pn。將光開關(guān)A、B都接通，記錄標(biāo)準(zhǔn)光功率計(jì)的測(cè)量值P。

   根據(jù)公式(4)計(jì)算偏振度標(biāo)準(zhǔn)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(cè)試儀連接。讀取被校偏振度測(cè)試儀的示值DOP,并記錄。

7.4.6 重復(fù)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(jì)算偏振度標(biāo)準(zhǔn)值與被校偏振度測(cè)試僅示值的平均值：

式中

   DOP，偏振度標(biāo)準(zhǔn)值的平均值；

   DOP,——被校偏振度測(cè)試儀示值的平均值；

   m——測(cè)量次數(shù)；

   DOP-——第；次測(cè)量得到的偏振度標(biāo)準(zhǔn)值：

   DOP_——第；次測(cè)量得到的被校偏振度測(cè)試儀示值。

7.4.7 示值誤差

   按公式(7)計(jì)算示值誤差。

   C=DOP,-DOP

   式中：

   C——示值誤差。

7.4.8 根據(jù)步驟7.4.3,設(shè)定偏振度校準(zhǔn)區(qū)間分別為5.1建議的參考偏振度點(diǎn)其余區(qū)間，重復(fù)7.4.4～7.4.7校準(zhǔn)步驟。

7.5 偏振度測(cè)量重復(fù)性

根據(jù)偏振度校準(zhǔn)區(qū)間為(0.4～0.6)的偏振度示值誤差測(cè)量結(jié)果，計(jì)算實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差，按公式(8)求出測(cè)量重復(fù)性。

式中：

rye——重復(fù)性：

n——測(cè)量次數(shù)，≥6;

DOPa—第k次測(cè)量得到的被校光偏振度測(cè)試儀示值，k=1,…;

DOP,—n次測(cè)量得到的被校光偏振度測(cè)試儀示值的算術(shù)平均值。

8 校準(zhǔn)結(jié)果

校準(zhǔn)后的通信用光偏振度測(cè)試儀發(fā)給校準(zhǔn)證書，所有校準(zhǔn)項(xiàng)目及其結(jié)果均應(yīng)在證書

中反映。校準(zhǔn)證書包括信息至少應(yīng)滿足JJF1071—2010中5,12的要求。

原始記錄格式參見附錄A,校準(zhǔn)證書內(nèi)頁(yè)格式參見附錄B,校準(zhǔn)結(jié)果不確定度評(píng)定實(shí)例參見附錄C.

9 復(fù)校時(shí)間間隔

由于復(fù)校時(shí)間間隔的長(zhǎng)短是由儀器的使用情況、使用者、儀器本身質(zhì)量等諸因素所決定的。因此，送校單位可根據(jù)實(shí)際使用情況自主決定復(fù)校時(shí)間間隔。建議不超過1年。更換重要部件、維修或?qū)x器性能有懷疑時(shí)，應(yīng)及時(shí)校準(zhǔn)。

附件 ：

附件A.pdf

附件B.pdf

附件C.pdf

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