光纤色散测试仪校准规范

1光纤色散测试仪校准规范1范围本规范适用于光纤色散测试仪的校准。光纤色散测试仪的型式评价中有关计量性能的要求，参照本规范执行。2引用文献JJF1071—2000《国家计量校准规范编写规则》JJF1059—1999《测量不确定度评定与表示》GB/T15972.4—1998《光纤总规范第4部分：传输特性和光学特性试验方法》JJG(YD)060—2002《光纤色散分析仪检定规程》使用本规范时，应注意使用上述引用文献的现行有效版本。3.1零色散波长(zerodispersionwavelength)色散为零的波长，用单位nm表示。3.2色散系数(dispersioncoefficient)每单位光纤长度的色散，用单位ps/(nm·km)表示。L——光纤长度，km。3.3零色散波长斜率(slopeofthezerodispersionwavelength)在零色散波长处，色散系数对波长曲线的斜率值，用单位ps/(nm²·km)表示。光纤色散是光纤传输特性之一，是由于不同波长和不同模式的光在光纤中传播的群速度不同而引起的光信号的时延差。单模光纤中主要是材料色散和波导色散，材料色散和波导色散的综合效应称为色度色散(以下简称色散)。光纤色散测试仪是用于测量光纤色散的仪器，主要测量光纤的零色散波长、零色散波长斜率。测量方法为相移法。原理示意图见图1。25.1测量范围测量范围为：(1270～1350)nm,(1460～1630)nm。零色散波长：0.50nm;色散系数：0.20ps/(nm·km)。6校准条件6.1环境条件6.1.2校准期间内温度最大变化：±1℃。6.1.4实验室应保持环境整洁。周围应无剧烈震动、强电磁和电流等干扰，并避免阳光直射。测量时保持端面洁净。6.1.5光纤色散测试仪输人/出端口的连接，建议采用FC型光纤连接器。6.2.1色散标准光纤b)测量范围：(1270～1350)nm,(1460～1630)nm;d)零色散波长的扩展不确定度：0.10nm(k=2);e)零色散波长斜率的扩展不确定度：0.0030ps/(nm²·km)(k=2);g)色散标准光纤的制备：色散标准光纤的两端，建议采用FC型光纤活动连接线(通过融接),光纤连接线的长度为每端1m左右。标准光纤储存在温湿度控制良好的3a)类型：建议采用FC型；7校准项目和校准方法7.1校准项目校准项目见表1。校准项目首次校准后续校准使用中校准外观检查十+十零色散波长示值十十十零色散波长斜率示值+十十色散系数示值+++通过目视和手动结合的方法检查，光纤色散测试仪上应有制造厂名(或厂标)、型b)将参考测量用的光纤连接线，两端分别接入光纤色散测试仪的输出端和输入端，见图2。c)按规定(溯源时得到的)设置折射率及各测量所需的设置值，进行色散和长度d)参考测量结束后，取下参考测量用的光纤连接线，将色散标准光纤两端的FC型光纤连接线，接入光纤色散测试仪的输出端和输人端，见图3,保持设置状态不变，重复测量n次，建议n≥6,测量结果记为d₁,d₂,…,dn。e)示值误差测量平均值D按公式(3)计算求出：示值误差=平均值一标称值f)测量不确定度测量不确定度，按附录C的方法进行评定。g)计算结果和测量不确定度均填入校准记录表(参见附录A)。7.2.3零色散波长斜率校准方法和数据处理及不确定度评定参照7.2.2零色散波长进行。7.2.4色散系数校准方法和数据处理及不确定度评定参照7.2.2零色散波长进行。8校准结果及处理根据校准项目进行计量校准，校准数据和计算结果记录于附录A中的相应表格中。9复校时间间隔建议光纤色散测试仪的复校时间间隔为1年。送检单位可根据实际使用情况自主决5附录A校准原始记录格式环境温度℃被校仪器型号名称相对湿度%被校仪器制造单位仪器编号校准依据校准地点被校仪器校准设备型号名称证书有效期证书编号1零色散波长标称值示值误差扩展不确定度2零色散波长斜率单位ps/(nm²·km)标称值示值误差扩展不确定度3色散系数单位ps/(nm·km)标称值示值误差扩展不确定度校准/日期：6校准证书内页格式标称值示值误差标称值示值误差3.色散系数[ps/(nm·k标称值平均值示值误差7测量不确定度评定实例选用一台CD400光纤色散测试仪，对校准结果的测量不确定度做评定实例分析。环境温度为23℃,相对湿度为60%,校准过程约10min,校准期间温度变化C.1零色散波长C.1.1数学模型y=z₁C.1.2不确定度来源分析光纤色散测试仪零色散波长的测量不确定度，其主要来源包括：被校仪器的测量重复性引入的不确定度分量ua;标准光纤零色散波长的温度变化率为+0.03nm/℃,由温度测量引人的不确定度分量un;标准光纤溯源引入的不确定度分量uniz;被校仪器分辨率引入的不确定度分量uaa;以上分量彼此无关。因环境相对湿度对示值的影响很小，且无其他如振动、强电流等引起的干扰，故由这些变化引起的不确定度分量可忽略不计。C.1.3A类标准不确定度的评定对光纤色散测试仪重复测量n次，建议n≥6,按公式(C.1)计算，得到A类标准不确定度ua:实测示值为：1315.80,1315.71,1315.70,1315.75,1315.72,1315.66nm,平均值=1315.72nm,ua=0.019nm。C.1.4B类标准不确定度的评定C.1.4.1校准期间温度变化区间为△T=0.5℃或△T为零(温度计分辨力为0.5℃),设为均匀分布，k=√3,按un=[△T/(2√3)]×0.03,得到B类标准不确定度un=[0.5/(2√3)]×0.03=0.004nm。C.1.4.2标准光纤溯源，经计量校准所给定的扩展不确定度Uan=0.10为正态分布，得到B类标准不确定度uz=0.10/2=0.05nm。C.1.4.3被校仪器的分辨率δ₁=0.01nm,设为均匀分布，k=√3,得到B类标准不确定度uhi₂=0.01/(2√3)=0.003nm。C.1.4.4不确定度分量一览表各不确定度分量见表C.1。8不确定度分量不确定度来源分布测量重复性A正态温度变化B均匀溯源给出B正态仪器分辨力B均勾C.1.5合成标准不确定度的评定将A类标准不确定度各分量和B类标准不确定度各分量按公式(C.2)合成，可得合成标准不确定度uet:ua=√0.019²+0.004²+0.05²+0.003²=0C.1.6扩展不确定度按公式(C.3),可得扩展不确定度：C.2零色散波长斜率C.2.1数学模型y=x₂C.2.2不确定度来源分析零色散波长斜率的测量不确定度，其主要来源包括：被校仪器的测量重复性引人的不确定度分量u₂;标准光纤溯源引入的不确定度分量uhz;被校仪器分辨率引入的不确定度分量uz;以上分量彼此无关。因环境相对湿度对示值的影响很小，且无其他如振动、强电流等引起的干扰，故由这些变化引起的不确定度分量可忽略不计。C.2.3A类标准不确定度的评定对光纤色散测试仪重复测量n次，建议n≥6,按公式(C.4)计算，得到A类标准不确定度u₂:C.2.4B类标准不确定度的评定C.2.4.1标准光纤溯源，经计量校准所给定的扩展不确定度为Uu,k=2,为正态分布，得到B类标准不确定度uhz₁=Uaz/2。C.2.4.2被校仪器的分辨率δ₂,设为均匀分布，k=√3,得到B类标准不确定度C.2.5合成标准不确定度的评定将A类标准不确定度分量和B类标准不确定度分量按公式(C.5)合成，可得合成标9准不确定度uz:ue=√ua+uin+uzC.2.6扩展不确定度按公式(C.6),可得扩展不确定度U₂=kua=0.0010ps/(nm²·kmC.3色散系数C.3.1.数学模型y=x₃C.3.2不确定度来源分析色散系数的测量不确定度，其主要来源包括：被校仪器的测量重复性引人的不确定度分量u;标准光纤溯源引入的不确定度分量u;被校仪器分辨率引人的不确定度分量u₂;以上分量彼此无关。因环境相对湿度对示值的影响很小，且无其他如振动、强电流等引起的干扰，故由这些变化引起的不确定度分量可忽略不计。C.3.3A类标准不确定度的评定对光纤色散测试仪重复测量n次，建议n≥6,按公式(C.7)计算，得到A类标准不确定度u!C.3.4B类标准不确定度的评定C.3.4.1标准光纤溯源，经计量校准所给定的扩展不确定度Ua,k=2,为正态分布，得到B类标准不确定度uo=U/2。类标准不确定度C.3.5合成标准不确定度的评定将A类标准不确定度分量和B类标准不确定度分量按公式(C.8)合成，可得合成标准不确定度uaua=√ua+