通信用光功率計檢定規程本規程適用于波長范圍(600～1700)nm,功率測量范圍(-80～+27)dBm通信用光功率計的首次檢定、后續檢定和使用中檢查。2計量單位通常光功率值用單位瓦(W)系列表征，功率單位W是國家選定的國際單位制中具有專門名稱的導出單位。而級差單位分貝(dB)是國家選定的非國際單位制單位。工程中除了習慣用級差單位dB以外，還習慣用絕對功率單位分貝(dBW)系列來表示功率的量值。以上兩種單位制經常出現在同一本光功率計的說明書及其顯示值中。用單位瓦(W)表示的功率值(Pw)可換算成絕對功率單位分貝表示的功率值(Paw)。式見公式(1)和公式(2)。換算公3概述通信用光功率計是通信干線鋪設、設備維護、科研和生產中使用的重要儀器。主要用于測量光發射端機的輸出功率及功率穩定度，光傳輸線路中平均傳輸功率；光接收端機的靈敏度；各種無源器件的插入損耗和衰減量。通信用光功率計通常由探測器、顯示器和信號處理系統三部分構成。由于使用不同的探測器，光功率計被分為量熱型和光電型。量熱型光功率計的探測器是根據能量轉換和能量守恒原理制作的，由光吸收體、熱電轉換元件和直流校準系統組成，優點是光譜響應性小，但對環境條件要求高，且功率測量響應慢，測量范圍較窄。光電型光功率計的探測器是利用半導體光電器件制作的，優點是對環境條件適應性強，測量范圍寬，測量速度快，但不確定度比量熱型的大。這兩種類型的光功率計均可通過顯示器或計算機讀取光功率值。4計量性能要求4.1光功率相對示值誤差光功率相對示值誤差≤10%。4.2光功率非線性修正因子(-80～0)dBm:優于士2%;2(0～+27)dBm:優于±5%。5通用技術要求5.1外觀5.1.1測量使用的各類配件及說明書齊全。5.1.3光功率計探測器的接收面應保持清潔、干燥、均勻，無變色、劃痕和脫落現象。5.1.4光功率計無影響其電氣和光學性能的機械損傷，各鈕、鍵調節自如。5.1.5光功率計顯示值應清晰。5.2光學系統5.2.1光功率計的光輸人方式為北開活動連接器細入或光束輸。5.2.2光功率計的是大接業功率應大于輸入光源的輸出功本5.2.3對于光束前入型光功率計，其光接收面的直徑與入射光九斑直(按1/e2定義法)的比值應子于等于3。(e=2.7β281828個位置值功率的3.5%,半6計量器具空制為化值強度1/處的直徑計量器具拉制倉話首次檢定、后續檢定及使用中檢查。6.1.檢定條件6.1.1環境條件溫度：(23±5)℃,檢定期間點溫度最大變化；;相對濕度：≤75%;檢定地點周圍無劇烈振動、強熱輻射和強電磁干擾。6.1.2檢定設備檢定設備應經計量部門檢定合格，并在檢定有效期內使用。a)穩定激光源工作波長：(600～1700)nm范圍內定標波長點和光源中心波長吻合；半峰值功率點譜寬：≤5nm;輸出功率：≥0dBm(1mW);輸出功率穩定度：3當需輸出光功率大于+10dBm時，建議選用分布反饋型(DFB)激光光源配合光工作波長：(1520～1650)nm范圍內定標波長點和光源中心波長吻合；輸出功率穩定度：優于±0.01dB(15min);6.1.2.2光放大器(選件：檢測較高光功率值時需要配置)工作波長：(1520～1650)nm范圍內，滿足檢定要求的工作波長；工作波長：(600～1700)nm;光功率定標點：≥-10dBm;6.1.2.5光電型標準光功率計工作波長：(600～1700)nm;光功率測量范圍：(-80～+27)dBm;功率相對示值誤差：≤2%。光開關：光束型(電子快門或黑色檔板)、光纖型；光分路器：分光比為1:1的Y型分路器；自聚焦光纖或聚光鏡(用于量熱型):工作波長(600～1700)nm。4檢定項目首次檢定后續檢定外觀十十十十十十非線性修正因子+ 2.量熱型光功率計無“非線性修正因子”檢定項6.3檢定方法6.3.1外觀通過目視和手動結合，按5.1.1至5.1.5規定的各項內容進行檢查。6.3.2光電型光功率計相對示值誤差6.3.2.1所有檢定用設備和被檢儀表放置于工作臺上，按圖1連接，當測量光功率大于+10dBm時，圖1中光源部分按照圖2連接，加入相應的光放大器，以便獲得更高的光功率值。按說明書要求對各儀表進行預熱，各段連接光纖(或光纜)的位置在整個測試過程中應保持固定，光纖接頭應保持清潔。光纖耦合型6.3.2.2在6.1.2.5規定的功率范圍內任選一功率點(通常為定標功率點附近),按下面的步驟進行檢定。a)將光衰減器輸出端，通過光纖活動連接器連接標準光功率計，調整光衰減器的衰減量，使其指示處于待檢功率點上。b)讀取標準光功率計示值Pa。c)將光衰減器輸出端，通過光纖活動連接器連接被檢光功率計，讀取其示值P。。分別計算標準光功率計與被檢光纖光功率計示值的n次測量算術平均值，得到Pa、P?。計算方法見公式(3)和公式(4)。5當量值單位為dBm時，給出單位為dB的修正值，見公式(5)。當量值單位為W系列時，修正因數見公式(6)。或相對示值誤差見公式(7)。e)調整光衰減器的示值，使標準光功率計指示為下一個檢測功率點(一般建議調整間隔10dB),重復a)～d)步驟m次，得到不同檢測點的標準光功率值和被檢光功率值，覆蓋整個待測量程，通過計算得到m組結果。f)當測量的光功率值，與被檢光功率計測量下限相差30dB以內時，應注意清零。g)光束耦合方式的光電型光功率計示值。當光功率計為光束耦合方式時，按圖3中連接光纖(輸出端帶自聚焦透鏡)需用固定架固定，并分別對準標準光功率計和被測光功率計。檢測時參照6.3.2.1～6.3.2.2步驟進行，其中連接光纖改為探測器對準光束。h)將以上各項計算結果填入檢定記錄表(見附錄A)。6.3.3量熱型光功率計相對示值誤差6.3.3.1激光源輸出非平行光束時，在光學平臺上，按圖4連接被檢光功率計和檢定設備；光源輸出為平行光束時，去掉聚光鏡即可；激光源為光纖輸出時，按圖3連接。Q6.3.3.2在6.1.2.6規定的定標功率范圍內任選一點，按下面步驟進行檢定。a)將標準光功率計的探測器對準光束，調整衰減器的衰減量，使標準光功率計的指示處于待檢功率點上，關閉光開關。b)系統熱平衡以后，在標準光功率計上讀取第一個示值P?。c)打開光開關，系統熱平衡后，讀取標準光功率計的第二個示值P?。d)關閉光開關，系統熱平衡后，讀取標準光功率計的第三個示值P?。6e)重復b)～d)步驟n次，n不小于3。f)分別計算三個示值的n次測量算術平均值，得到P?、P?、P?。標準光功率值Pa計算見公式(8)和公式(9)。P?——未經修正的標準光功率值；C*——被檢定時得到的修正因子。g)打開光開關，將被檢光功率計的探測器對準光束。h)關閉光開關，參照(6.3.3.4～6.3.3.8)條標準光功率計的測量步驟，得到被檢光功率計第一、二、三個示值的算術平均值P?、P?、P?。示值P。計算公式如公式修正值CaBm,修正因子C,相對誤差△的計算公式如前面公式(5)、公式(6)、公式(7)。i)將以上各項計算結果填入檢定記錄表(見附錄A)。6.3.4光功率計非線性修正因子檢定采用雙光束疊加法按圖5連接檢定設備，選已進行過示值檢定的某功率點(通常選0dBm)作為初始參考功率點，按下面步驟進行檢定。II分路O光開關|ⅡQa)聯通兩個光路，檢查并確認裝置工作正常后，調整光衰減器的衰減量，使光功率計的顯示值近似為參考功率值Po。b)斷開兩個光路，在光功率計上讀取第一個示值a?。c)接通兩個光路，在光功率計上讀取第二個示值a?。d)接通第I分路，在光功率計上讀取第三個示值a?。e)接通第Ⅱ分路，在光功率計上讀取第四個示值a?。f)斷開兩個光路，在光功率計上讀取第五個示值as。g)重復b)～f)步驟n次，n不小于3。h)分別計算五個讀數的n次測量算數平均值，得到a?、a?、a?、a?、as。算見公式(11)、公式(12)、公式(13)。參考點功率值Po:數值計7第I分路光功率值P?:第Ⅱ分路光功率值P?:當a?(a?)低于被檢光功率值三個量級以上時可作為零值處理，a?(as)不需要反復測量。公式(11)、公式(12)、公式(13)簡化為公式(14)、公式(15)、公式初始參考點的非線性修正因子為A。,如公式(17)。被檢功率點相對于初始參考功率點的非線性修正因子為A,,如公式(18)。被檢功率點的線性誤差為C,如公式(19)。i)設定P?(P?)為新的參考功率值，重復以上操作步驟測量出光功率計的非線性修正因子和線性誤差。j)光功率計的非線性修正因子也可使用6.3.2的方法測得。由于其功率點間隔一般為10dB,不確定度較大。可直接使用修正因子數據。非線性修正因子如公式(20)。A=±(Cmax—Cimin)/2h)將以上各項計算結果填入檢定記錄表，見附錄A。7檢定結果處理7.1根據6.2的“檢定項目”逐條進行檢定，將檢定所得數據記錄于附錄A中，并計算結果。符合本規程要求的判定為合格，反之為不合格。7.2經檢定合格的光功率計，出具檢定證書。檢定不合格的，出具檢定結果通知書，并注明檢定不合格項目。證書內頁格式見附錄B。8檢定周期光功率計的檢定周期一般不超過1年。8附錄A光功率計檢定原始記錄格式有無說明書光接收面損傷A.2光功率計示值標準值P:示值P12:m9A.3非線性修正因子被檢點參考點光功率P?第I分路光功率值P?功率值P?兩路光功非線性修正因子An線性誤差12m光功率計檢定證書/檢定結果通知書內頁格式B.1檢定證書/檢定結果通知書第2頁檢定機構授權說明檢定環境條件及地點℃地點相對濕度%測量范圍等級/最大允許誤差證書編號測量范圍等級/最大允許誤差檢定/校準證書編號證書編號×××××1.外觀及工作狀態2.光功率計示值標準值P。示值P:修正值C;=P?-P。12m3.光率計非線性修皮檢點光功12:m以下空白B.3檢定結果通知書檢定結果頁1.外觀及工作狀態2.光功率計示值示值P:修正值C;=P?-P,12m3.光功率計非線性修正因子非線性修正因子A,線性誤差C,12m說明檢定結果不合格項第×頁共×頁附錄C依據本規程的計量特性要求及檢定條件、檢定項目、技有限公司生產的光多用表8163B(序號：MY48205743)光功率計插件81619A(插件81628B光功率計探頭在1550nm、(+20～-50)dBm檢定結果的不確定度評定C.1測量模型檢定系統組成如1和四C所示。其測量模型”:PP。P?—標準光功根據機量基型，光)、線性厘誤差)、線性厘誤差(L)、(s)、在接器插拔重復分率計評力公、測1)由七源卷定度2)由標準光力率計固有不確定度引人的測量不確定度分量uz3)標準光功率一線性度誤差引入的測量不確定度分量ug;4)被檢儀表長譜響應度誤差引入的測量不確定度分量5)被檢儀表分養女引入的測量不確定度分量us6)被檢儀表測量重發性引人的測重開確足度分量分量U?。C.3標準不確定度分量評定C.3.1由光源穩定度引入的標準不確定度分量u?由所用光源儀表證書得到1550nm光源MAPL+2U119310270FA穩定度a?優于±0.002dB每1h,按均勻分布，k?=√u?=a?/√3=0.0012dBC.3.2由標準光功率計固有不確定度引入的測量不確定度分量u?根據上級計量檢定機構給出，系統固有誤差為：0.8%(0.035dB),k?=2,則：u?=a?/k?=0.0173C.3.3由標準光功率計線性度誤差引入的測量不確定度分量u?根據上級計量檢定機構給出，在定標點(一20dBm)外需要考慮的線性度誤差為：u?=a?/k?=0.0173dB(小于10dBm)u?=a?/k?=0.0346dB(10C.3.4被校儀表光譜響應度誤差引入的測量不確定度分量u?參照同類型探測器指標和實際工作經驗得到，在(1310±20)nm和(1550±20)nmu?=a?/k?=0.001dBC.3.5被校儀表分辨力引入81628B的分辨力為0.001dB,按均us=as/k?