— Все документы — ГОСТы — ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 ВОЛОКНА ОПТИЧЕСКИЕ. Часть 1-49. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ И ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ ЗАДЕРЖКА МОД


ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 ВОЛОКНА ОПТИЧЕСКИЕ. Часть 1-49. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ И ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ ЗАДЕРЖКА МОД

ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 ВОЛОКНА ОПТИЧЕСКИЕ. Часть 1-49. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ И ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ ЗАДЕРЖКА МОД

Национальный стандарт РФ ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014
"ВОЛОКНА ОПТИЧЕСКИЕ. Часть 1-49. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ И ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ ЗАДЕРЖКА МОД"
(утв. приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 18 сентября 2014 г. N 1116-ст)

Optical fibres. Part 1-49. Measurement methods and test procedures. Differential mode delay

Дата введения - 1 января 2016 г.

Введен впервые

Предисловие

1 Подготовлен Открытым акционерным обществом "Всероссийский научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт кабельной промышленности" (ОАО "ВНИИКП") на основе собственного аутентичного перевода на русский язык международного стандарта, указанного в пункте 4

2 Внесен Техническим комитетом по стандартизации ТК 46 "Кабельные изделия"

3 Утвержден и введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 18 сентября 2014 г. N 1116-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 60793-1-49 (2006) "Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная модовая задержка" (IEC 60793-1-49:2006 "Optical fibres - Part 1-49: Measurement methods and test procedures - Differential mode delay").

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5 Введен впервые

6 Некоторые положения международного стандарта, указанного в пункте 4, могут являться объектами патентных прав. Международная электротехническая комиссия (МЭК) не несет ответственности за идентификацию подобных патентных прав

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется только на многомодовые градиентные волокна (далее - волокна) со стеклянной сердцевиной (категория А1). Данный метод испытания обычно используют в производственных и исследовательских помещениях, применение его в полевых условиях затруднительно.

В настоящем стандарте описан метод получения характеристик модовой структуры градиентного многомодового волокна. Данная информация полезна для оценки характеристик полосы пропускания волокна, особенно в случае волокон, предназначенных для применения при разных условиях возбуждения, например производимых нормированными лазерными передатчиками.

При данном методе свет на выходе волокна, которое является одномодовым, с длиной волны, на которой проводят испытание, возбуждает испытуемое волокно. Измерительное пятно сканируют через торцевую поверхность испытуемого волокна и задержку оптического импульса определяют для заданных положений смещения.

От одних и тех же данных могут быть получены два результата. Во-первых, может быть определена разница во времени задержки оптического импульса между самой быстрой и самой медленной модовыми группами испытуемого волокна. Лицо, проводящее измерение, указывает верхнюю и нижнюю границы положений радиальных сдвигов в пределах, в которых измерительное волокно сканируется с целью определения желаемых границ модальной структуры. Данные дифференциальной задержки мод (DMD) затем сравнивают со значениями DMD, указанными в технических условиях, которые были определены путем моделирования и проведения экспериментов с целью соответствия минимальному значению эффективной модовой ширины полосы пропускания (ЕМВ) для диапазона передатчиков. Во-вторых, формы оптических импульсов могут объединяться с использованием специальных весовых коэффициентов для определения расчетного значения эффективной модовой ширины полосы пропускания (ЕМВс), и, путем расчета последовательности значений ЕМВс разными наборами весовых коэффициентов в соответствии с диапазоном передатчиков, может быть рассчитано минимальное значение ЕМВс.

Данное испытание позволяет оценить результаты взаимовлияний между модовой структурой волокна и модовыми характеристиками источника, за исключением взаимосвязей между спектральными характеристиками источника и хроматической дисперсией волокна. Добавление влияния хроматической дисперсии и ширины спектра источника приведет к уменьшению общей ширины полосы пропускания, но для этого проводят отдельные расчеты для большинства моделей передачи сигнала. В данном испытании влияние ненулевой ширины спектра минимизировано, но любой остаточный эффект приводит к увеличению значения DMD и уменьшению значения ЕМВс.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие международные стандарты (для недатированной ссылки следует использовать последнее издание указанного стандарта, включая все последующие изменения):

МЭК 60793-1-1 Волокна оптические. Часть 1-1. Методы измерений и проведение испытаний. Общиеположенияируководство (IEC 60793-1-1, Optical fibres - Part 1-1: Measurement methods and test procedures - General and guidance)

МЭК 60793-1-22 Волокна оптические. Часть 1-22. Методы измерений и проведение испытаний. Измерениедлины (IEC 60793-1-22, Optical fibres - Part 1-22: Measurement methods and test procedures - Length measurement)

МЭК 60793-1-41 Волокна оптические. Часть 1-41. Методы измерений и проведение испытаний. Широнаполосыпропускания (IEC 60703-1-41, Optical fibres - Part 1-41: Measurement methods and test procedures - Bandwidth)

МЭК 60793-1-42 Волокна оптические. Часть 1-42. Методы измерений и проведение испытаний. Измерениехроматическойдисперсии (IEC 60793-1-42, Optical fibres - Part 1-42: Measurement methods and test procedures - Chromatic dispersion)

МЭК 60793-1-45 Волокна оптические. Часть 1-45. Методы измерений и проведение испытаний. Измерениемодовогополя (IEC 60793-1-45, Optical fibres - Part 1-45: Measurement methods and test procedures - Mode fild diameter)

МЭК 60793-2-10 Волокна оптические. Часть 2-10. Технические условия на изделие. ГрупповыетехническиеусловиянамногомодовыеволокнакатегорииА1 (IEC 60793-2-10, Optical fibres - Part 2-10: Measurement methods and test procedures - Sectional specification for category A1 multimode fibres)

МЭК 61280-1-4 Методики испытаний подсистем волоконно-оптической связи. Часть 1-4. Общие подсистемы связи. Сбор и предварительная обработка двухразмерных данных в ближнем поле для мультимодовых волоконных лазерных передатчиков (IEC 61280-1-4, Fibre optic communication subsystem test procedures - Part 1-4: General communication subsystems - Collection and reduction of two-dimensional nearfield data for multimode fibre laser transmitters)

3 Термины и определения

В настоящем стандарте используются следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 дифференциальная задержка мод; DMD (differential mode delay; DMD): Предполагаемая разность времени задержки оптического импульса между самой быстрой и самой медленной модами, возбуждаемыми для всех положений радиального смещения между RINNER и ROUTER включительно.

3.2 эффективная модовая ширина полосы пропускания; EMB (effective modal bandwith; ЕМВ): Ширина полосы пропускания, связанная с передаточной функцией H(f) конкретной комбинации лазер/волокно.

3.3 внутренний пределRINNER, внешний предел ROUTER (inner limit RINNER, outer limit ROUTER): Границы радиальных смещенных положений на торцевой поверхности испытуемого волокна, в пределах которых осуществляется сканирование измерительного пятна.

4 Оборудование

4.1 Оптический источник

Используют оптический источник, который возбуждает в измерительном волокне импульсы малой длительности и с малой шириной спектра.

Временная длительность оптического импульса должна быть достаточно малой для измерения времени определенной дифференциальной задержки. Максимально допустимая длительность оптического импульса, определяемая полной шириной спектра по уровню 25% максимальной амплитуды, будет зависеть как от определяемого значения DMD, так и от длины образца. Например, если желаемое предельное значение DMD, нормированное по линейному закону, составляет 0,20 пс/м для образца длиной 500 м, то измеряемое значение DMD должно составлять 100 пс и длительность возбуждающего импульса должна быть менее ~ 110 пс. При проведении испытания на длине волокна 10000 м для достижения того же предельного значения DMD измеряемое значение DMD должно составлять 2000 пс и для возбуждения может использоваться импульс длительностью ~ 2200 пс. Подробные предельные значения приведены в 6.1 и могут зависеть от ширины спектра источника.

Увеличение ширины спектра, вызываемое хроматической дисперсией, должно находиться в пределах, указанных в приложении В. Данное требование к ширине спектра может быть выполнено путем использования источника с узким спектром или путем использования соответствующих оптических фильтров на стороне источника или на стороне детектора.

Центральное значение длины волны должно лежать в пределах ±10 нм от номинального заданного значения длины волны.

Примером источника, подходящего для использования в данных условиях, является титансапфировый лазер с синхронизацией мод.

4.2 Устойчивость образца

Для обеспечения достаточной устойчивости образца и воспроизводимости результатов с целью соответствия условиям в 4.3 и 4.4 для позиционирования входного и выходного концов испытуемого образца применяют соответствующие устройства.

4.3 Система ввода излучения

Измерительное волокно, расположенное между источником света и испытуемым образцом, должно распространять только одну моду на длине волны, на которой проводят измерение. Диаметр модового поля измерительного волокна для длины волны λ должен быть (8,7 λ - 2,39) ±0,5 мкм, где λ - длина волны, на которой проводят измерение, в микрометрах, и диаметр модового поля определяют в соответствии с МЭК 60793-1-45. При использовании данного уравнения получают диаметр модового поля, равный 5 мкм для 850 нм и 9 мкм для 1310 нм, что соответствует одномодовым волокнам.

Необходимо, чтобы выход измерительного волокна был одномодовым. Один из способов достичь этого - отфильтровать моды высшего порядка путем обертывания измерительного волокна тремя оборотами вокруг оправки диаметром 25 мм.

Световое пятно, получаемое на выходе измерительного волокна, перемещают по торцевой поверхности испытуемого образца с точностью позиционирования не более ± 0,5 мкм.

Световой луч, получаемый на выходе измерительного волокна, должен быть перпендикулярен торцевой поверхности испытуемого волокна в пределах угловой погрешности менее 1,0°.

Система ввода излучения должна быть способна обеспечивать при каждом измерении центрирование светового пятна, получаемого на выходе измерительного волокна, в пределах ±1,0 мкм.

Если измерительное волокно непосредственно соединено с испытуемым образцом, то промежуток между выходным концом измерительного волокна и торцевой поверхностью испытуемого образца не должен превышать 10 мкм.

Оптическая система, состоящая из линз или зеркал, расположенных в свободном пространстве, может использоваться для отображения светового пятна, получаемого на выходе измерительного волокна, на торцевую поверхность испытуемого образца. При использовании данного типа системы ввода излучения необходимо добиться того, чтобы в испытуемом волокне возбуждались в основном одни и те же моды, как в случае если бы световой луч в испытуемое волокно вводился непосредственно с выхода одномодового измерительного волокна. Например, оптическая система ввода излучения, расположенная в свободном пространстве не должна виньетировать луч, должна сохранять размер измерительного пятна на испытуемом волокне и должна сохранять когерентность волнового фронта луча на выходе измерительного волокна.

Принимают меры для удаления света в оболочке из испытуемого образца. Часто покрытия волокна достаточно для выполнения этой функции. Другими словами, используют фильтры оболочечных мод вблизи обоих концов испытуемого образца. Если волокно удерживается на фильтрах оболочечных мод с использованием грузов малого веса, то необходимо принять меры для предотвращения образования макроизгибов в местах крепления этих грузов.

4.4 Система детектирования

Используют оборудование оптического детектирования соответствующее значению длины волны, на которой проводят испытание. Оборудование детектирования должно передавать все канализируемые моды из испытуемого образца в активную область детектора таким образом, чтобы чувствительность детектирования не зависела в значительной степени от типа мод. Детектор совместно с любым используемым предварительным усилителем сигнала должен иметь линейный отклик (в пределах ±5%) в диапазоне детектируемой мощности.

Временной отклик системы детектирования, включая любой оптический аттенюатор, не должен в значительной мере зависеть от типа мод.

Специальное испытание на зависимость от типа мод приведено в 6.1. В качестве альтернативы временной отклик детектора может представлять собой функцию смещения до тех пор, пока он является стабильным во время проведения измерения (то есть ΔTPULSE(r) должно находиться в пределах ±5% в соответствии с требованием в 6.1).

Колебательный процесс в системе детектирования должен быть ограничен таким образом, чтобы максимальное превышение или максимальный недобег были менее 5% пиковой амплитуды обнаруженного оптического сигнала значения, измеренного на эталоне.

Форму обнаруженного оптического сигнала регистрируют и отображают на соответствующем приборе, например, высокоскоростном стробоскопическом осциллографе с откалиброванной временной разверткой.

Используют устройство задержки, например цифровой генератор задержки, для переключения электронных устройств детектирования в точное время. Устройство задержки может переключать оптический источник или переключаться им. Устройство задержки может быть внутренним или внешним по отношению к регистрирующему прибору.

Суммарное воздействие дрожания импульсов синхронизации и шума в системе детектирования должно быть достаточно мало, так чтобы разница между следующими один за другим измерениями времени задержки оптического сигнала для любого фиксированного возбуждения, использованного в измерении, была менее 5% измеренного значения DMD.

Может использоваться усреднение детектированной формы сигнала для многократных оптических импульсов с целью уменьшения воздействия дрожания импульсов синхронизации и шума. Если используется усреднение, то одинаковое число средних значений должно использоваться при регистрации каждой формы сигнала. Система должна поддерживать данный уровень стабильности во время измерения.

4.5 Вычислительное оборудование

При использовании настоящего метода испытания требуется компьютер для хранения промежуточных данных и расчета результатов испытания.

5 Отбор и подготовка образцов

5.1 Испытуемый образец

Испытуемый образец представляет собой многомодовое градиентное волокно с сердцевиной из стекла (категория А).

5.2 Торцевые поверхности образца

Подготавливают плоские торцевые поверхности входного и выходного концов образца.

5.3 Длина образца

Длину образца измеряют, используя соответствующий точный метод, например указанный в МЭК 60793-1-22.

5.4 Установка образца

При установке и поддержке испытуемого волокна следует избегать его растяжения и микроизгибов.

5.5 Позиционирование образца

Входной конец испытуемого волокна выравнивают относительно выходного конца системы ввода излучения, как указано в 4.3.

Выходной конец испытуемого образца выравнивают относительно системы детектирования, как указано в 4.4.

6 Проведение испытания

6.1 Настройка и измерение отклика системы

Выходной конец измерительного волокна соединяют с оборудованием детектирования. Это может быть осуществлено путем установки измерительного волокна в оборудование детектирования или путем использования короткого (< 10 м) отрезка волокна, установленного между системой ввода излучения и системой детектирования, или путем непосредственного соединения выхода измерительного волокна с детектором через систему линз и зеркал. Если используется короткое волокно, то оно может быть того же типа, что и испытуемое волокно.

Устанавливают такое значение амплитуды оптического импульса, чтобы оно соответствовало наименьшей ожидаемой пиковой амплитуде на выходе испытуемого волокна во время измерения. Наименьшая пиковая амплитуда на выходе испытуемого волокна обычно наблюдается в случае наибольшего радиального смещения светового пятна.

Регулируют временную шкалу системы детектирования для ее соответствия временной шкале, используемой при получении данных от испытуемого образца для фиксации всего импульса (см. 6.2).

Измеряют форму сигнала оптического импульса и определяют ее временную ширину по уровню 25% пиковой амплитуды. Данное значение используют для расчета результатов измерения и присваивают ему наименование ΔTPULSE. Линейная интерполяция может использоваться между соседними точками для расчета ΔTPULSE для повышения точности.

Повторные измерения ΔTPULSE должны различаться не более чем на 5% измеряемого значения DMD.

Если используют короткий отрезок волокна или систему линз и зеркал, то значения ΔTPULSE должны различаться не более чем на 5% от значений, полученных путем соединения измерительного волокна непосредственно с оборудованием детектирования.

Проводят испытание и удостоверяются в том, что оборудование детектирования не зависит в значительной степени от типа мод, подготавливают специальный короткий испытуемый образец того же типа волокна, что и испытуемое волокно. Измеряют значение ΔTPULSE для каждого значения радиального смещения, используемого в измерениях. Это значение должно соответствовать требованиям 6.1.

Для расчета значения ΔTREF, соответствующего значениям ΔTPULSE, ширины спектра источника и хроматической дисперсии волокна, используют приложение А.

6.2 Настройка системы детектирования

Из измерительного волокна свет вводят в испытуемое волокно. Регулируют временную шкалу и задержку срабатывания системы детектирования таким образом, чтобы один полный оптический импульс отображался для всех соответствующих точек смещения измерительного пятна, включая все передние и задние фронты, имеющие амплитуду не менее 1% пиковой амплитуды. Все данные по испытуемому образцу получают без дальнейшей регулировки задержки и временной шкалы.

Находят центр сердцевины испытуемого волокна. Одним из методов для нахождения центра является сканирование положения измерительного пятна поперек торцевой поверхности испытуемого волокна. Находят оба края сердцевины волокна вдоль некоторой произвольной оси х, при этом край определяют как положение, при котором общая полученная мощность достигает порога около 15% максимума. Центрируют измерительное пятно вдоль оси х. Затем сканируют измерительное пятно вдоль ортогональной оси у, находят края сердцевины волокна и центрируют измерительное пятно вдоль оси у. При необходимости повторяют данную последовательность действий для достижения требуемого позиционного допуска. Когда измерительное пятно отцентрировано, DMD будет симметрично между положительным и отрицательным смещениями вдоль осей х и у. В МЭК 61280-1-4 также описан другой метод для нахождения оптического центра волокна (см. МЭК 61280-1-4, 5.4).

6.3 Измерение на испытуемом образце

Измеряют отклик испытуемого образца U (r, t) при радиальных смещениях r измерительного пятна в диапазонеRINNER≤R≤ROUTER на интервалах ≤2 мкс. Значения RINNER и ROUTER указывают в технических условиях (см. раздел 9). В зависимости от указанных значений RINNER и ROUTER могут потребоваться значения интервалов менее 2 мкс.

Пример - Если в технических условиях указано RINNER = 0 и ROUTER = 17 мкм, то наименьшее число радиальных смещений будет 10. Набор значений 0, 2, ..., 16, 17 мкм, либо 0, 1, ..., 15, 17 мкм будет соответствовать минимальным требованиям. В качестве альтернативы можно использовать набор из 18 значений смещений при 0, 1, 2,..., 16, 17 мкм.

Для измерений ЕМВс проводят сканирование от оптического центра до положения в пределах 1 мкм номинального радиуса сердцевины. Можно использовать дополнительные положения радиального смещения. При измерениях ЕМВс многомодовых волокон подтипа А1а.2 с диаметром сердцевины 50 мкм измеряют U (r, t) в диапазоне 0≤r≤24 мкм на интервалах ≤2 мкм.

Для каждого положения радиального смещения измеряют форму сигнала оптического импульса и определяют временное положение переднего и заднего фронтов по уровню 25% максимальной амплитуды результирующей формы сигнала (см. приложение В). Линейная интерполяция может использоваться между соседними временными положениями для оценки значений времени переднего и заднего фронтов импульса для повышения точности измерений. Регистрируют значения времени переднего и заднего фронтов импульса для каждого положения радиального смещения.

7 Расчеты и интерпретация результатов


Возврат к списку

(Нет голосов)

Комментарии (0)


Чтобы оставить комментарий вам необходимо авторизоваться
Самые популярные документы
Новости
Все новости