通信用光纤预制棒的测量方法

通信用光纤预制棒的测量方法本文件描述了通信用光纤预制棒的表面质量和内部缺陷、光学参数、几何参数、羟基本文件适用于通信用单模光纤实心光纤预制棒(以下简称“实心预制棒”)和组装光纤预制棒(以下简称“组装预制棒”)的检验，多模光纤预制棒也可参考使用。2规范性引用文件仅该日期对应的版本适用于本文件：不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本GB/T3284石英玻璃化学成分分析方法GB/T6062产品几何技术规范(GPS)表面结构轮廓法接触(触针)式仪器的标称特性GB/T12442石英玻璃中羟基含量检验方法GB/T14733.12电信术语光纤通信(GB/T14733.12-2008,IEC60050(731):1991,IDT)YD/T2797.1-2015通信用光纤预制棒技术要求第1部分：波长段扩展的非色散位移单模光纤预制棒YD/T2797.2-2018通信用光纤预制棒技术要求第2部分：弯曲损耗不敏感单模光纤预制棒YD/T2797.3-2019通信用光纤预制棒技术要求第3部分：波长段扩展的非色散位移单模光纤组装用于拉制通信用光纤的以二氧化硅为主要材料的圆柱形玻璃棒，也可简称预制棒，它组成。光纤预制棒按照芯棒和包层的结合方式，分为实心光纤预制棒和组装光纤预制棒两类实心光纤预制棒solidooticalfi芯棒和包层为一体的光纤预制棒将芯棒插入包层套管内组装后直接用于拉制光纤的光纤预制棒。实心光纤预制棒或组装光纤预制棒的芯棒内包层的折射率。国绕光纤预制棒芯层或芯棒芯层的同心圆柱形部分。包层直径claddingdiameter实心光纤预制棒外缘直径或组装光纤预制棒的芯棒外缘直径，单位为毫米(mm)。实心光纤预制棒、组装光纤预制棒的芯棒或套管在有效长度内最大直径和最小直组成实心光纤预制棒或组装光纤预制棒的非预期的金属或非金属元素、官能团或化合物等4总则光纤预制棒测量项目及方法应按表1进行。1目视法内部缺陷目视法2棒棒33表1(续)表1(续)485955.1.1方法概述表面质量采用目视法进行检测检测装置包括冷光灯，测量平台等。冷光灯在被测件观察点光照强度为400Lux～1200Lux。测量平台宜采用精度等级0级～3级的平板，其长度应与被测件长度相匹配。检测宜在暗室中进行。在冷光灯的照射下，观察被测件表面是否存在目力可见的划痕、裂纹、磨痕、记录有无目力可见的划痕、裂纹、磨痕、杂点等。5.2套管表面粗糙度测量套管表面粗糙度采用机械测量法进行测量。测量装置包括粗糙度测试仪、测量平台。粗糙度测试仪应符合GB/T6062中的规定。测量平台宜采用精度等级0级～3级的平板，其长度应与被测件长度相匹配。沿着套管长度方向，在有效长度范围内均匀测量至少2个位置点，使用粗糙度测试仪测量每个位置点的粗糙度值。依次记录粗糙度值，用R,Rg,……表示。每个测量位置点的粗糙度按照算术平均值计算。取所有测量位置点表面粗糙度算术平均值的最大值作为套管表面粗糙度，用Ra表示。记录套管表面的粗糙度值。内部缺陷采用目视法进行检测。检测装置包括被测件放置平台，光照强度在1200Lux以上的卤素灯或其他等效光源，透镜，分辨率不低于1mm的直尺或卷尺，经过标定的比对卡，测量平台。测量平台宜采用精度等级0级～3级的平板，其长度应与被测件长度相匹配。在暗室环境中，在允许的情况下，首先用光源垂直照射被测件尾端(图1所示),判断缺陷的位置对被测件全长范围内的缺陷进行观察。60图1光源垂直照射被测件尾端示意图光源经过被测件透射后可观测到被测件芯层和包层内可能存在的多种缺陷。在观察到缺陷的区域缓慢围绕被测件轴心转动被测件，依据缺陷位置变化确定其在被测件内具体位置，可观测到被测件芯层和包层内可能存在的多种缺陷的尺寸，以比对卡在被测件表面比对缺陷尺寸。记录缺陷尺寸、数量及对应的长度方向位置。6光学参数测量6.1折射率剖面分布测量折射率剖面分布是采用折射角法测量得到的。测量装置应符合附录A.3的规定。测量程序应按照附录A.4执行。记录折射率剖面数据及对应的长度方向位置。6.2芯/包层相对折射率差测量6.2.1方法概述芯/包层相对折射率差是采用折射角法，获得折射率剖面分布，再进行计算得到的。测量装置应符合附录A.3的规定。应按照附录A.4执行。7-(4.)9--(7.)3+10k,m)=8,0k,m)+a((,k,m)-a₁0,k,m)---…(1 7.6.3程序演光光源接挥 7.8.3程序7.8.5结果 (规范性)对变折射率材料的折射率分布测量方法有：莫尔法、横向干涉法、聚焦法、空间滤波法等。目前折射角法已用于光纤和预制棒的折射率分布测量。折射角法是若干种非破坏性测量方法之一，适用于具有较大折射率差的通信用光纤预制棒或芯棒的测量。本附录规定了折射角法的测量和计算方法A.2折射角法测量原理准直平行光束横向垂直入射到实心预制棒或芯棒，由实心预制棒或芯棒折射后出射光光线射入实心预制棒或芯棒径向入射点的位置Y的关系(偏转函数)取决于实心预制棒或芯棒内在的折射率分布。通过公式(A.1)可以从偏转函数求出实心预制棒或芯棒的径向折射率分布n(r)。式中：r——芯棒或芯层的半径，单位为毫米(mm):a——预制棒或芯棒的包层的半径，单位为毫米(mm)。测量原理如图A.1所示。测量原理如图A.1所示。图A.1折射角法原理示意图实心预制棒或芯棒折射率分布测量装置采用光纤预制棒分析仪(如图A.2所示),以及数据处理系图A.2光纤预制棒分析仪原理示意图应使用一个输出功率为2mW-20mw的偏振激光器。一般选用波长为632.8nm,发散角≤1.5mrd的A.3.3注入光学系统采用这种光注入技术时，应使用注入端与注入光束重复对中并稳定固定的定位装置。一般光学系统采用满功率注入方法A.3.4匹配油室匹配油室中的折射率匹配液的折射率应稍高于纯石英玻璃的折射率。A.3.5光探测器只要能收集全部折射光，可采用任何方便的方法收集折射光，并传到探测器。探测器的位置由计算机控制的X-Y电动机驱动，并由X-Y电子测微计检测A.3.6获取数据按照扫描法和规定要求，记录处理测得的光强分布、偏折角度，并以合适的形式给出。折射率分布的测量应保持在折射率匹配油要求的温度范围内测量，且被测件应与折射率匹配油的温所述折射角法测量记录折射率剖面曲线n(r)数据，折射率剖面数据包含有两列，分别为位置数值与折射率测量值，每一个位置数值都对应一个折射率测量值，位置数值的步长应不大于0.1mm。该折射率剖面数据可用于依次计算芯层直径、包层直径、芯层相对折射率、包层相对折射率、实心预制棒或芯棒芯/包层相对折射率差。定义实心预制棒或芯棒中折射率不同的两层结构之间的界面为边界，相应边界对应的位置数据绝对值即为芯层直径、包层直径等几何尺寸的半径值。以下给出了三种方法对剖面数据进行数据处理识别边界。三种方法其中门限法为基准法。Indexmm,通过公式(A.2)计算折射率门限值Tx,最后在折射率剖面数据的查找区域中查找折射率第一次大于或等于折射率门限值7T时所对应的位置数值，位置数值单位为毫米(mm)。Tx=(ndexma+Indexmi)×T…式中：Tx——门限值，无量纲；Indexmr——查找区域中折射率的最大值；Indexmm——查找区域中折射率的最小值；供需双方也可以自行协商确定折射率门限值Tx。在实心预制棒或芯棒折射率剖面数据的查找区域中数据的一阶导数数据组，然后在该一阶导数数组中查找最大值，将该最大值与设定的阀值T相乘得到折射率一阶导数门限值T。最后在一阶导数数组的查找区域中查找第一次大于或等于折射率一阶导数门限值Ts时所对应的位置数值，位置数值单位为毫米Ts=0Indermar×T---…式中：Ts——门限值，单位为毫米分之一(mm):0ndexmax——查找区域中折射率一阶导数最大值最大斜率通常需要设定阅值T为1.0,供需双方也可以自行协商确定折射率一阶导数门限值Ts在实心预制棒或芯棒折射率剖面数据的查找区域中数据的二阶导数数据组，然后在该二阶导数数组中查找最大值，将该最大值与设定的阈值T相乘得到折射率二阶导数门限值7,最后在二阶导数数组的查找区域中查找第一次大于或等于折射率二阶导数门限值Ty时所对应的位置数值，位置数值单位为毫米 Tv=o²Indexmax×T--Tv—-门限值，单位为毫米的平方分之一(mm²):o²mdexmar-—查找区域中折射率二阶导数最大值：T——设置的的阀值。取值范围为[0.0,1.0]:最大斜率通常需要设定阅值7为1.0,供需双方也可以自行协商确定折射率二阶导数门限值7y。根据A.5得到： 芯层直径： 包层直径 ——