JJG 813-2013光纤光功率计

中华人民共和国国家计量检定规程2013-01-06发布2013-07-06实施I引言 1范围 2引用文件 3计量单位 4概述 5计量性能要求 5.1修正值或修正因子 5.2重复性 5.3非线性 6通用技术要求 6.1外观 6.2光学系统 7计量器具控制 7.1检定条件 7.2检定项目和检定方法 7.3检定结果的处理 7.4检定周期 附录A光纤光功率计检定原始记录 (8)附录B光纤光功率计检定证书(内页)格式 附录C检定结果的不确定度评定 Ⅱ本规程依据JJF1002—2010《国家计量检定规程编写规则》,同时参照JJG965-2001《通信用光功率计》、JJG249-2004《0.1mW～200W激光功率计》和IEC61315:2005《光纤光功率计校准》(Calibrationoffibre-opticpowermeters),并根据光纤光功率计在通信、医疗、机械加工、传感、能量传输等领域的相关应用，对1光纤光功率计检定规程2引用文件本规程引用下列文件：凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。3计量单位光功率值通常用国际单位制的导出单位瓦(W)系列表征，工程中一般用毫分贝(dBm)表示功率的量值。以上两种单位制可由式(1)换算：4概述宽、光谱响应平坦、可承受较高功率等特点；但对环境条件要求较高，且测量范围较5计量性能要求5.1修正值或修正因子在参考功率点，根据所用光功率的量值单位[量值单位由式(1)换算。下同],给修正因子不确定度：不超过5%(k=2),光功率量值单位为W系列。2多点(一般以10dB为间隔)作为参考功率点。或2%(测量次数n≥6)。在被检光纤光功率计的测量范围内(应大于30dB或3个数量级),不超过士0.13dB或±3%注：以dB为单位表示的变化量△与相对变化量δ可按下式换算：△=10lg(1+0)。6通用技术要求6.1外观6.2光学系统7计量器具控制b)相对湿度：小于80%;7.1.2.1标准光纤光功率计1)参考点不确定度：不超过0.13dB(k=2)或3%(k=2);b)光电型标准光纤光功率计32)工作波长：满足不确定度要求的波长范围或特定波长；3)非线性(大于30dB或3个数量级):不超过±0.02dB或士0.5%。注：标准光纤光功率计的参考点不确定度和非线性是指修正后满足检定要求的计量性能，7.1.2.2光源a)激光源1)输出功率：>0dBm;3)光谱半高宽(FWHM):<7nm(若光源波长处在光纤光功率计光谱响应曲线4)输出功率稳定度(15min):不超过士0.02dB或士0.5%,b)宽光谱光源(宽带光源和其他非受激辐射光源等)1)输出功率：>-20dBm;2)输出功率稳定度(15min):不超过士0.02dB或±0.5%,7.1.2.3光衰减器b)衰减范围：>40dB;d)回波损耗：≥45dB。分光比约为1:1的Y型光耦合器，光开关，多维光纤调节架，与光源及被检仪器适配的连接器和光纤跳线,大功率光纤跳线，光纤切割器，耦合装置等。表1检定项目检定项目十十十修正值十十十重复性十十十非线性十十注：“十”表示需检定的项目，“—”表示不需检定的项目。7.2.2修正值(或修正因子)检定JJG813—20134率计；测量功率大于30dBm时应使用大功率光纤跳线),光纤光功率计示值检定装置见图1。光纤7.2.2.2在5.1条规定的参考功率点任选一点，按下面的步骤进行检定，7.2.2.3将光纤与标准光纤光功率计连接，调整衰减器的衰减量，使标准光纤光功率计的测量值处于选定参考功率点附近。7.2.2.4读取标准光纤光功率计上的测量值P。(量热型光纤光功率计须待系统热平衡后再读数并扣除前后背景的平均值)并记录。7.2.2.5将光纤与被检光纤光功率计连接，读取被检光纤功率计上的示值Pu;(量热型光纤功率计须待系统热平衡后再读数并扣除前后背景的平均值)并记录。7.2.2.6重复7.2.2.3～7.2.2.5n次(n≥6)。分别按式(2)和式(3)计算标准与被检示值的平均值P、P:式中：P₃——标准光纤光功率计的测量值，dBm或W;Pu——被检光纤光功率计的示值，dBm或W;P,——标准光纤光功率计n次测量的算术平均值，dBm或P₀——被检光纤光功率计n次测量的算术平均值，dBm或n——测量次数。7.2.2.7当量值单位为dBm时按式(4)计算修正值c=P,—P式中：Pa——被检光纤光功率计的示值，dBm;P,——标准光纤光功率计的测量值，dBm。7.2.2.8当量值单位为W系列时，按式(5)计算修正因子：CF——修正因子；W;W;5P₄——被检光纤光功率计的示值，W;P---标准光纤光功率计的测量值，W。7.2.3重复性检定在参考功率点，根据光纤光功率计修正值(或修正因子)检定结果。当量值单位为dBm时，按式(6)计算实验标准差，得到测量重复性rag(单位为dB):Pui——被检光纤光功率计的示值，dBmP.—被检光纤光功率计n次测量的算术平均值，dBm;n——测量次数。当量值单位为W系列时，重复性rw由相对实验标准差得出rw--重复性；Pu;——被检光纤光功率计的示值，W;P₀被检光纤光功率计n次测量的算术平均值，W;n——测量次数。7.2.4非线性检定光纤光功率计的非线性检定可使用叠加法或参考功率计比对法。叠加法测量误差小且无需溯源，但操作计算复杂。参考功率计比对法测量误差较大，但操作计算简单。实际检定时可根据检定要求和设备情况任选其一。7.2.4.1叠加法检定可采用双光源或单光源法。双光源法按图2连接检定设备。若用单光源法则按图3连接检定设备，并根据光源的相干长度增加延时线以消除干涉的影响。CQ可变QQABO光耦合器〇6A光延光开稳定光源图3单光源非线性检定装置框图a)对被检光纤光功率计进行零点调校(清零)。接通A、B两个光路，调整光衰减器的衰减量，使被检光纤光功率计的示值接近检定要求的测量上限(量值单位应为Wc)打开A、B两光路，调整光衰减器，使被检光纤光功率计示值≥min(PA,PR)。d)重复7.2.4.1步骤b)～7.2.4.1步骤c)n次，直至检定要求的测量下限。整个测量过程中，应使PA与PB的值相近。e)根据线性系统的叠加原理计算非线性修正因子：L;=(PA+P)/PA(i=1,2,3, f)选择参考点。为计算方便，以L₁为参考点，计算各点的非线性修正因子NL;NL;=L;×NL-(i=1,2,3, L;-—第i组测量的非线性修正因子；NL;——以L,为参考点的非线性修正因子。g)按式(10)计算检定范围内被检光纤光功率计的非线性：NL=±100%×(NLimx-NLimin)/2(10)NI检定范围内被检光纤光功率计的非线性；NLimx——以L₁为参考点的n个非线性修正因子中的最大值；NLimin——以L,为参考点的n个非线性修正因子中的最小值。若参考功率计(这里为标准光纤光功率计)在检定范围内的非线性(或通过线性修7正)不超过±0.5%(±0.02dB),则可按下列步骤使用参考功率计比对法a)按7.2.2.1连接。对标准及被检光纤光功率计进行零点调校(清零)。在被检光纤光功率计测量范围内，以10dB间隔重复7.2.2.3～7.2.2.5直至检定要求的测量b)按式(4)或式(5)计算，得出C;或CF;(i=1,2,3,…,n)并按式(11)或式(12)计算检定范围内被检光纤光功率计的非线性：NL=士NL——检定范围内被检光纤光功率计的非线性7.3.1根据7.2条“检定项目”逐条进行检定，将检定所得数据记录于相应表格中7.3.2经检定合格的光纤光功率计，出具检定证书(见附录B);检定不合格的，发光纤光功率计的检定周期一般不超过1年。8附录A光纤光功率计检定原始记录检定员：页原始记录编号：证书编号：检定日期：送检单位：联系人：仪器名称外观检查依据的技术文件(代号、名称):检定使用的计量(基)标准装置或主要标准器：测量范围不确定度/准确度证书编号证书有效期至工作波长序号123456平均值标准值被检示值标准值被检示值:检定结果工作波长*##修正值(或修正因子)修正值(或修正因子)重复性非线性9No.标准值被检示值123:n序号量值单位PPABPA+PNL;=L;×NL;-11234:::nJJG813—2013附录B光纤光功率计检定证书(内页)格式检定机构授权说明检定环境条件及地点：检定使用的计量(基)标准装置或主要标准器测量范围不确定度/准确度证书编号证书有效期至证书编号工作波长修正值(或修正因子)修正值(或修正因子):重复性非线性(×××~×××)说明：1.修正值=标准值一被检示值(或：修正因子=标准值/被检示值)检定结果通知书内页格式参照B.1,并注明不合格项附录C检定结果的不确定度评定C=P,-P.;事事;Ue=√u²(P)+u²(P₁)+u²(F)+u²(W)U=2U,(k=2)根据5.1,若U≤0.21dB,则满足检定要求。CF=(P/P).F.WU=√a²(P₄)+ua²(P,)+ua²(F)+um²(W)(C.6)JJG813—2013Un=2U,(k=2)根据5根据5.1,若Ure≤5%,C.1.3非线性(比对法):NL=(Cimx—Cmin)/2C,(i=1,2,3,…,n)考虑到参考功率计非线性的影响，则有N