2021 掺稀土光纤 第3部分：双包层铒镱共掺光纤特性

犌犅／犜２８５０４．３—２０２１

目次

前言…………………………Ⅲ

１范围………………………１

２规范性引用文件…………………………１

３术语和定义………………１

４分类和型号………………２

４．１分类…………………２

４．２型号…………………２

５要求………………………２

５．１总则…………………２

５．２几何尺寸……………２

５．３光学性能……………３

５．４机械性能……………３

５．５环境性能……………４

５．６交货长度……………４

６试验方法…………………４

６．１几何尺寸试验方法…………………４

６．２光学性能试验方法…………………５

６．３机械性能试验方法…………………５

６．４环境性能试验方法…………………５

附录Ａ（规范性附录）内包层直径试验方法……………７

附录Ｂ（规范性附录）纤芯吸收系数试验方法…………９

附录Ｃ（规范性附录）包层泵浦吸收系数试验方法……………………１１

Ⅰ

书

犌犅／犜２８５０４．３—２０２１

前言

ＧＢ／Ｔ２８５０４《掺稀土光纤》分为以下几个部分：

———第１部分：双包层掺镱光纤特性；

———第２部分：双包层掺铥光纤特性；

———第３部分：双包层铒镱共掺光纤特性；

———第４部分：掺铒光纤特性；

………

本部分是ＧＢ／Ｔ２８５０４的第３部分。

本部分按照ＧＢ／Ｔ１．１—２００９给出的规则起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。

本部分由中华人民共和国工业和信息化部提出。

本部分由全国通信标准化技术委员会（ＳＡＣ／ＴＣ４８５）归口。

本部分起草单位：烽火科技集团有限公司、中国信息通信研究院、长飞光纤光缆股份有限公司。

本部分主要起草人：杜城、韩超、柯一礼、李婧、何书平、刘骋、祁庆庆、罗文勇、王冬香。

Ⅲ

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掺稀土光纤

第３部分：双包层铒镱共掺光纤特性

１范围

ＧＢ／Ｔ２８５０４的本部分规定了双包层铒镱共掺光纤的分类、几何尺寸、性能要求和测试方法。

本部分适用于光纤放大器、光纤激光器、自发辐射光源用的石英玻璃铒镱共掺光纤。

２规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

ＧＢ／Ｔ１５９７２．２０光纤试验方法规范第２０部分：尺寸参数的测量方法和试验程序光纤几何

参数

ＧＢ／Ｔ１５９７２．２１光纤试验方法规范第２１部分：尺寸参数的测量方法和试验程序涂覆层几何

参数

ＧＢ／Ｔ１５９７２．３０光纤试验方法规范第３０部分：机械性能的测量方法和试验程序光纤筛选

试验

ＧＢ／Ｔ１５９７２．３２光纤试验方法规范第３２部分：机械性能的测量方法和试验程序涂覆层可

剥性

ＧＢ／Ｔ１５９７２．３３光纤试验方法规范第３３部分：机械性能的测量方法和试验程序应力腐蚀敏

感性参数

ＧＢ／Ｔ１５９７２．３４光纤试验方法规范第３４部分：机械性能的测量方法和试验程序光纤翘曲

ＧＢ／Ｔ１５９７２．４０光纤试验方法规范第４０部分：传输特性和光学特性的测量方法和试验程序

衰减

ＧＢ／Ｔ１５９７２．４３光纤试验方法规范第４３部分：传输特性和光学特性的测量方法和试验程序

数值孔径

ＧＢ／Ｔ１５９７２．４４光纤试验方法规范第４４部分：传输特性和光学特性的测量方法和试验程序

截止波长

ＧＢ／Ｔ１５９７２．４５光纤试验方法规范第４５部分：传输特性和光学特性的测量方法和试验程序

模场直径

ＧＢ／Ｔ１５９７２．４７光纤试验方法规范第４７部分：传输特性和光学特性的测量方法和试验程序

宏弯损耗

ＧＢ／Ｔ１５９７２．５０光纤试验方法规范第５０部分：环境性能的测量方法和试验程序恒定湿热

ＧＢ／Ｔ１５９７２．５２光纤试验方法规范第５２部分：环境性能的测量方法和试验程序温度循环

ＧＢ／Ｔ１５９７２．５３光纤试验方法规范第５３部分：环境性能的测量方法和试验程序浸水

ＧＢ／Ｔ２８５０４．１—２０１２掺稀土光纤第１部分：双包层掺镱光纤特性

３术语和定义

ＧＢ／Ｔ２８５０４．１—２０１２界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

１

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３．１

双包层铒镱共掺光纤犱狅狌犫犾犲犮犾犪犱犱犻狀犵犲狉犫犻狌犿狔狋狋犲狉犫犻狌犿犮狅犱狅狆犲犱狅狆狋犻犮犪犾犳犻犫狉犲

纤芯中掺入稀土镱离子（Ｙｂ３＋）和铒离子（Ｅｒ３＋）的光纤。

注：其结构由纤芯、包层和涂覆层构成，纤芯为铒镱共掺的石英玻璃，内包层为石英玻璃。外包层为低折射率聚合

物，涂覆层为普通聚合物。

３．２

纤芯吸收系数犮狅狉犲犪犫狊狅狉狆狋犻狅狀犮狅犲犳犳犻犮犻犲狀狋

光纤每单位长度纤芯对光功率的吸收值。

注１：“吸收”这一术语通常光纤行业用衰减来代替。

注２：纤芯吸收系数具体指平均光功率随光纤长度增加而减小的比率，由公式（１）确定：

－１０ｌｇ［犘（狕）－犘（０）］

α＝狕…………（１）

式中：

α———吸收系数，单位为分贝每千米（ｄＢ／ｋｍ）；

狕———测试光纤轴向长度，单位为千米（ｋｍ）；

犘（狕）———沿光纤轴向距离为狕处的功率，单位为瓦特（Ｗ）；

犘（０）———沿光纤轴向距离为０处的功率，单位为瓦特（Ｗ）。

３．３

内包层直径犻狀狀犲狉犮犾犪犱犱犻狀犵犱犻犪犿犲狋犲狉

多边形内包层连续三条边切线拟合圆直径的平均值。

４分类和型号

４．１分类

本部分规定的双包层铒镱共掺光纤按照纤芯和内包层标称直径进行分类：

ａ）纤芯标称直径６μｍ，内包层标称直径１２５μｍ；

ｂ）纤芯标称直径１０μｍ，内包层标称直径１２５μｍ。

４．２型号

双包层铒镱共掺光纤的型号由如下两部分组成：

ａ）双包层铒镱共掺光纤（ＥＹＤＦ）；

ｂ）几何参数，以芯径和内包层直径表示。

示例：标称芯径为１０μｍ、内包层标称直径为１２５μｍ的双包层铒镱共掺光纤型号为：ＥＹＤＦ１０／１２５。

５要求

５．１总则

本部分规定的技术指标适用于八边形内包层结构，其他结构可参照使用。典型的八边形内包层结

构见附录Ａ。

５．２几何尺寸

常用双包层铒镱共掺光纤几何尺寸要求见表１。

２

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表１几何尺寸

型号

几何尺寸单位

ＥＹＤＦ６／１２５ＥＹＤＦ１０／１２５

纤芯直径μｍ６．０±０．５１０．０±１．０

内包层直径μｍ１２２．０～１２８．０１２３．５～１３０．５

纤芯／内包层同心度误差μｍ≤１．０≤１．０

涂覆层直径μｍ２４５±１５２４５±１５

５．３光学性能

双包层铒镱共掺光纤的光学性能要求见表２。

表２光学性能

型号

光学性能单位

ＥＹＤＦ６／１２５ＥＹＤＦ１０／１２５

工作波长ｎｍ１５２０～１６２５１５３０～１６２５

９１５ｎｍ包层泵浦吸收系数ｄＢ／ｍ０．９３±０．３４２．５０±１．００

１５３０ｎｍ纤芯吸收系数ｄＢ／ｍ４５．０±１５．０８５．０±２５．０

１０９５ｎｍ衰减系数ｄＢ／ｋｍ≤３０≤３０

１５５０ｎｍ模场直径μｍ６．６±１．０—

光纤截止波长ｎｍ１４４０±８０１４５０±７０

纤芯数值孔径—０．２０±０．０２０．２０±０．０３

内包层数值孔径—≥０．４６≥０．４６

宏弯损耗［１００圈，弯曲半径（３０±２）ｍｍ，λ＝１２００ｎｍ］ｄＢ≤０．１≤０．１

注：根据不同应用要求，包层泵浦吸收系数可选择其他波长测试。

５．４机械性能

双包层铒镱共掺光纤的机械性能要求见表３。

表３机械性能

型号

机械性能单位

ＥＹＤＦ６／１２５ＥＹＤＦ１０／１２５

筛选应力ＭＰａ≥６９０

动态疲劳参数—≥２０

涂覆层剥离力Ｎ平均值：１．０～５．０；峰值：１．０～８．９

翘曲度ｍ≥４

３

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５．５环境性能

５．５．１温度范围

工作温度范围：－１５℃～７０℃。

贮存温度范围：－２０℃～７５℃。

在经过干热试验、湿热试验和温度特性试验后，在２５℃环境温度下其对９１５ｎｍ波长的包层泵浦

吸收系数的变化应不大于１０％。

５．５．２性能要求

双包层铒镱共掺光纤的环境性能要求见表４。

表４环境性能

型号

环境试验性能单位

ＥＹＤＦ６／１２５ＥＹＤＦ１０／１２５

涂覆层剥离力平均值：，峰值：

温度循环Ｎ１．０～５．０１．０～８．９

包层泵浦吸收系数变化量＠１５３０ｎｍ％≤１０

涂覆层剥离力平均值：，峰值：

湿热Ｎ１．０～５．０１．０～８．９

包层泵浦吸收系数变化量＠１５３０ｎｍ％≤１０

涂覆层剥离力平均值：，峰值：

浸水Ｎ１．０～５．０１．０～８．９

包层泵浦吸收系数变化量＠１５３０ｎｍ％≤１０

５．６交货长度

双包层铒镱共掺光纤交货长度不小于１００ｍ或由供需双方商定。

６试验方法

６．１几何尺寸试验方法

双包层铒镱共掺光纤几何尺寸试验方法见表５。

表５几何尺寸试验方法

几何尺寸试验方法

纤芯直径ＧＢ／Ｔ１５９７２．２０

内包层直径见附录Ａ

纤芯／内包层同心度误差ＧＢ／Ｔ１５９７２．２０

涂覆层直径ＧＢ／Ｔ１５９７２．２０或ＧＢ／Ｔ１５９７２．２１

注：纤芯／内包层同心度误差的内包层圆心确定见附录Ａ。

４

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６．２光学性能试验方法

６．２．１纤芯吸收系数

采用附录Ｂ所规定的方法进行进行纤芯吸收系数测试。

６．２．２衰减系数

采用ＧＢ／Ｔ１５９７２．４０所规定的方法进行衰减系数测试。

６．２．３模场直径

采用ＧＢ／Ｔ１５９７２．４５所规定的方法进行模场直径测试。

６．２．４截止波长

采用ＧＢ／Ｔ１５９７２．４４所规定的方法进行截止波长测试。

６．２．５纤芯数值孔径

采用ＧＢ／Ｔ１５９７２．４３规定的方法进行纤芯数值孔径测试（需滤除包层模式）。

６．２．６宏弯损耗

采用ＧＢ／Ｔ１５９７２．４７所规定的方法进行宏弯损耗测试。

６．２．７内包层数值孔径

采用ＧＢ／Ｔ１５９７２．４３所规定的方法进行内包层数值孔径测试，当光纤涂覆层的折射率高于外包层

的折射率时，可以不必进行包层模滤除。一般可采用内包层与外包层折射率计算其理论数值孔径。

６．２．８包层泵浦吸收系数

采用附录Ｃ方法对包层泵浦吸收系数进行测试。

６．３机械性能试验方法

双包层铒镱共掺光纤的机械性能试验方法见表６。

表６机械性能试验方法

机械性能试验方法

光纤筛选试验ＧＢ／Ｔ１５９７２．３０

动态疲劳参数ＧＢ／Ｔ１５９７２．３３

涂覆层剥离力ＧＢ／Ｔ１５９７２．３２

翘曲度ＧＢ／Ｔ１５９７２．３４

６．４环境性能试验方法

双包层铒镱共掺光纤的环境性能试验方法见表７。

５

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表７环境性能试验方法

环境性能试验方法

温度循环ＧＢ／Ｔ１５９７２．５２

恒定湿热ＧＢ／Ｔ１５９７２．５０

浸水ＧＢ／Ｔ１５９７２．５３

６

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附录犃

（规范性附录）

内包层直径试验方法

犃．１概述

本方法适用于双包层铒镱共掺光纤内包层直径的测试。

双包层铒镱共掺光纤内包层形状涉及多种多边形，应根据被测光纤内包层实际情况对其内包层直

径进行测试。

当双包层铒镱共掺光纤内包层为犖（犖＞３）边形时，取任意连续不同的三条边进行切线圆拟合，共

取３次，取３次拟合圆直径平均值作为内包层直径。并取中间值拟合圆圆心作为内包层中心与纤芯计

算纤芯／内包层同心度误差。例如，八边形内包层光纤８条边依次为犔１、犔２、犔３、犔４、犔５、犔７、犔８，则可取

犔１、犔２、犔３三边，取犔２、犔３、犔４三边，取犔３、犔４、犔５，取犔４、犔５、犔６，取犔５、犔６、犔７，取犔６、犔７、犔８三边分别

作切线圆，如图Ａ．１所示。

图犃．１八边形内包层切线圆示意图

图Ａ．２是典型的八边形内包层双包层掺铥光纤结构示意图。

说明：

１———纤芯；

２———内包层；

３———外包层；

４———涂覆层。

图犃．２典型的八边形内包层双包层铒镱共掺光纤结构示意图

７

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犃．２测量设备

采用具备配套几何尺寸拟合软件的光学显微镜。

犃．３试样制备

犃．３．１端面处理

剥去光纤一端的涂覆层，清洗干净，用专用光纤切割刀处理端面。

犃．３．２光纤放置

将光纤放置在光学显微镜下通过程序拟合多边形切线圆。

犃．４测试条件

在测量期间，温度１５℃～３５℃，相对湿度４５％～６０％。

犃．５测试步骤

犃．５．１接通测量系统相关仪器的电源，按规定进行预热。

犃．５．２把制备好端面的被测光纤放置在光纤显微镜中。

犃．５．３调整焦距及位置，保证被测光纤端面处于显微镜正中。

犃．５．４用拟合软件连续３次对不同三边进行切线圆拟合，并计算对应切线圆直径分别为犇１、犇２、犇３。

犃．５．５取三个切线圆直径均值作为内包层直径犇。

犃．６计算

内包层直径计算见公式（Ａ．１）：

（犇１＋犇２＋犇３）

犇＝３…………（Ａ．１）

式中：

犇———内包层直径；

犇１———（犔１、犔２、犔３）三边切线圆直径，单位为微米（μｍ）；

犇２———（犔２、犔３、犔４）三边切线圆直径，单位为微米（μｍ）；

犇３———（犔３、犔４、犔５）三边切线圆直径，单位为微米（μｍ）。

８

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附录犅

（规范性附录）

纤芯吸收系数试验方法

犅．１概述

本方法适用于双包层铒镱共掺光纤纤芯吸收系数的测量。

犅．２测量设备

犅．２．１通则

纤芯吸收系数测试系统示意图见图Ｂ．１，应根据被测光纤的工作波段选择相应的测量部件。

图犅．１纤芯吸收系数测量系统示意图

犅．２．２宽谱光源

根据测量波长选择合适的宽谱光源，在测量范围内宽谱光源的输出功率平坦度应小于５ｄＢ，光源

光功率应保证光纤不产生较强的ＡＳＥ（放大自发辐射）光，宽谱光源尾纤类型为ＦＣ型连接头的单模

光纤。

犅．２．３光谱分析仪

接收经过光纤的光信号，分析并给出光谱特性。

犅．３试样制备

犅．３．１端面处理

剥去光纤两端的涂覆层，清洗干净，用专用光纤切割刀处理端面。

犅．３．２光纤放置

将光纤均匀地绕在直径不小于８０ｍｍ的线轴上，缠绕时应避免出现扭曲。

犅．４测试条件

在测量期间，温度１５℃～３５℃，相对湿度４５％～６０％。

９

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犅．５测试步骤

犅．５．１接通测量系统相关仪器的电源，按规定进行预热。

犅．５．２把制备好端面的被测光纤接入测量光路，输入端对准光源，输出端接入光谱分析仪中，光纤的长

度为犾１，单位为米（ｍ）。

犅．５．３调整光路使得注入光信号达到最大值，固定被测光纤的输入端。

犅．５．４用光谱分析仪测量经过被测光纤吸收后的输出光谱曲线Ｆ１，把该曲线保存在光谱分析仪中。

犅．５．５在距离光纤输入端犾０（一般为１ｍ）处截断光纤并制备端面，再用光谱分析仪测量经过剩余被测

光纤的输出光谱曲线Ｆ２。

犅．５．６在光谱分析仪的（功率）坐标系中得到曲线Ｆ３（曲线Ｆ３对应纵坐标数值，为相应横坐标上曲线

Ｆ２纵坐标数值减去与曲线Ｆ１纵坐标数值的差值），读出曲线上相应波长的光功率差犜。

犅．６结果计算

纤芯吸收系数按公式（Ｂ．１）计算：

α＝犜…………（Ｂ．１）

（犾１－犾０）

式中：

α———纤芯吸收系数，单位为分贝每米（ｄＢ／ｍ）；

犾１———测试光纤长度，单位为米（ｍ）；

Τ———光功率差，单位为分贝（