22.6. Перемотка с постоянной деформацией изгиба
22.6.1. Устройство для проведения испытания
Устройство для перемотки с постоянной деформацией изгиба должно соответствовать черт.9. Ролики А, В и С свободно вращаются вокруг параллельных осей. Волокно изгибается свободно вращающимися роликами при достаточном натяжении, следуя геометрии роликов. Диаметры роликов выбирают так, чтобы вызванная изгибами максимальная деформация на поверхности волокна была равна требуемой деформации с учетом толщины защитных или буферных покрытий.
Устройство для перемотки с постоянной деформацией изгиба
Устройство для перемотки с постоянной деформацией изгиба должно соответствовать черт.9. Ролики А, В и С свободно вращаются вокруг параллельных осей. Волокно изгибается свободно вращающимися роликами при достаточном натяжении, следуя геометрии роликов. Диаметры роликов выбирают так, чтобы вызванная изгибами максимальная деформация на поверхности волокна была равна требуемой деформации с учетом толщины защитных или буферных покрытий.
Устройство для перемотки с постоянной деформацией изгиба
 | |
| 205 × 142 пикс. Открыть в новом окне | |
Черт.9
Для обеспечения практически постоянной максимальной деформации всех участков поверхности волокна используют группы роликов, установленных под углом к первому.
Обычно используют четыре группы роликов, установленных под углом 45° друг к другу (черт.10).
Группы роликов
Для обеспечения практически постоянной максимальной деформации всех участков поверхности волокна используют группы роликов, установленных под углом к первому.
Обычно используют четыре группы роликов, установленных под углом 45° друг к другу (черт.10).
Группы роликов
 | |
| 240 × 68 пикс. Открыть в новом окне | |
Черт.10
Отдающее и приемное устройства должны предотвращать кручение волокна при его прохождении.
22.6.2. Проведение испытания
Деформация должна соответствовать значению, указанному в технических условиях, что обеспечивается выбором диаметра ролика. Оптическое волокно должно проходить через устройство со скоростью, соответствующей времени испытания, указанному в технических условиях.
22.6.3. Оценка результатов
После испытания оптическое волокно должно быть проверено на отсутствие обрывов с помощью оптического рефлектометра или другого средства для обнаружения обрывов. В волокне не должно быть обрывов.
22.6.2. Проведение испытания
Деформация должна соответствовать значению, указанному в технических условиях, что обеспечивается выбором диаметра ролика. Оптическое волокно должно проходить через устройство со скоростью, соответствующей времени испытания, указанному в технических условиях.
22.6.3. Оценка результатов
После испытания оптическое волокно должно быть проверено на отсутствие обрывов с помощью оптического рефлектометра или другого средства для обнаружения обрывов. В волокне не должно быть обрывов.
23. МЕТОД В2А. ПРОЧНОСТЬ НА РАЗРЫВ КОРОТКИХ ОТРЕЗКОВ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН
23.1. Назначение
Цель испытания заключается в получении значений прочности на разрыв коротких отрезков оптических волокон. Распределение значений прочности на разрыв волокна зависит от длины образца, скорости нагружения и условий окружающей среды. Испытание проводят в случаях, когда требуются статистические данные о прочности волокна. Результаты представляют в виде статистического распределения. Обычно испытание проводят после выдержки образцов при необходимой температуре и влажности. В некоторых случаях может быть достаточно определить эти характеристики при температуре и влажности окружающей среды.
23.2. Подготовка образцов
Длина образцов не должна превышать 1 м.
23.3. Устройство для проведения испытания
Устройство для испытания на растяжение должно иметь зажимы, которые не повреждают образец и предотвращают его повреждение. Скорость растяжения должна составлять 5% длины образца в минуту.
Примечание. Устройство для испытания на растяжение может иметь вертикальное или горизонтальное расположение растягиваемого образца. Волокно зажимается с помощью зажимных цилиндров или каких-либо других приспособлений.
23.4. Предварительная выдержка образцов (необязательное, см. технические условия)
При необходимости образцы могут выдерживаться в ванне с водопроводной водой при температуре 20 °С или в камере искусственного климата (например, с регулируемой температурой, равной 23 °С, и относительной влажностью 95%). Время выдержки - не менее 24 ч.
23.5. Проведение испытания
Испытание А (без предварительной выдержки)
Образец должен быть установлен в устройстве для испытания на растяжение таким образом, чтобы свободная длина между зажимами составила не более 1 м. Скорость указывают в технических условиях на волокно.
Испытание Б (с предварительной выдержкой)
Испытание должно начинаться не позднее чем через 5 мин после извлечения образца из устройства, где проводилась предварительная выдержка, тем же способом, что описан в испытании А.
23.6. Результаты
В документации должны быть представлены следующие данные:
контрольная длина;
тип зажимов;
скорость растяжения;
относительная влажность и температура окружающей среды;
тип волокна;
длина образца;
значения прочности; значение, при котором происходит обрыв волокна, определяется как прочность волокна.
В качестве эталона распределение качества той же категории должно быть представлено, например, с помощью распределения по Вейбулу. Соответствие графика распределения зависит от общей длины испытываемого волокна, а также от длин испытываемых образцов.
Примечание. В случае обрывов в зоне зажимов (например, от 10 до 15 мм) значение не должно включаться в статистическое распределение контроля качества, а должно быть указано отдельно.
Цель испытания заключается в получении значений прочности на разрыв коротких отрезков оптических волокон. Распределение значений прочности на разрыв волокна зависит от длины образца, скорости нагружения и условий окружающей среды. Испытание проводят в случаях, когда требуются статистические данные о прочности волокна. Результаты представляют в виде статистического распределения. Обычно испытание проводят после выдержки образцов при необходимой температуре и влажности. В некоторых случаях может быть достаточно определить эти характеристики при температуре и влажности окружающей среды.
23.2. Подготовка образцов
Длина образцов не должна превышать 1 м.
23.3. Устройство для проведения испытания
Устройство для испытания на растяжение должно иметь зажимы, которые не повреждают образец и предотвращают его повреждение. Скорость растяжения должна составлять 5% длины образца в минуту.
Примечание. Устройство для испытания на растяжение может иметь вертикальное или горизонтальное расположение растягиваемого образца. Волокно зажимается с помощью зажимных цилиндров или каких-либо других приспособлений.
23.4. Предварительная выдержка образцов (необязательное, см. технические условия)
При необходимости образцы могут выдерживаться в ванне с водопроводной водой при температуре 20 °С или в камере искусственного климата (например, с регулируемой температурой, равной 23 °С, и относительной влажностью 95%). Время выдержки - не менее 24 ч.
23.5. Проведение испытания
Испытание А (без предварительной выдержки)
Образец должен быть установлен в устройстве для испытания на растяжение таким образом, чтобы свободная длина между зажимами составила не более 1 м. Скорость указывают в технических условиях на волокно.
Испытание Б (с предварительной выдержкой)
Испытание должно начинаться не позднее чем через 5 мин после извлечения образца из устройства, где проводилась предварительная выдержка, тем же способом, что описан в испытании А.
23.6. Результаты
В документации должны быть представлены следующие данные:
контрольная длина;
тип зажимов;
скорость растяжения;
относительная влажность и температура окружающей среды;
тип волокна;
длина образца;
значения прочности; значение, при котором происходит обрыв волокна, определяется как прочность волокна.
В качестве эталона распределение качества той же категории должно быть представлено, например, с помощью распределения по Вейбулу. Соответствие графика распределения зависит от общей длины испытываемого волокна, а также от длин испытываемых образцов.
Примечание. В случае обрывов в зоне зажимов (например, от 10 до 15 мм) значение не должно включаться в статистическое распределение контроля качества, а должно быть указано отдельно.
24. МЕТОД В2В. ПРОЧНОСТЬ НА РАЗРЫВ ОТРЕЗКОВ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН БОЛЬШОЙ ДЛИНЫ
В стадии рассмотрения.
25. МЕТОД В3. СТОЙКОСТЬ К ИЗГИБУ
В стадии рассмотрения.
26. МЕТОД B4. СТОЙКОСТЬ К ИСТИРАНИЮ
В стадии рассмотрения.
27. МЕТОД В5. ВИЗУАЛЬНЫЙ ОСМОТР
В стадии рассмотрения.
IV. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕДАЮЩИХ И ОПТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ
28. НАЗНАЧЕНИЕ
2Данные методы измерения применяются при определении передающих и оптических характеристик оптических волокон. Эти методы используют для проверки волокон и кабелей, предназначенных для поставки.
Передающие и оптические характеристики оптических волокон проверяют испытаниями, указанными в табл.4*.
* Номер таблицы соответствует оригиналу.
Проводимые испытания и критерии годности устанавливают в технических условиях.
Таблица 5
Передающие и оптические характеристики оптических волокон проверяют испытаниями, указанными в табл.4*.
* Номер таблицы соответствует оригиналу.
Проводимые испытания и критерии годности устанавливают в технических условиях.
Таблица 5
Номер метода испытания | Наименование метода испытания | Определяемые характеристики |
| С1А | Метод обрыва | Затухание |
| С1В | Метод вносимых потерь | |
| С1С | Метод обратного рассеяния | |
| С2А | Импульсная характеристика | Полоса пропускания |
| С2В | Частотная характеристика | |
| А1 | Преломление в ближнем поле | Профиль показателя |
| А2 | Распределение света в ближнем поле | Максимальная теоретическая числовая апертура |
| С1С | Метод обратного рассеяния | Обратное рассеяние |
| С3 | Чувствительность к микроизгибам (для рассмотрения в будущем) | Чувствительность к микроизгибам |
| С4 | Передаваемая или излучаемая мощность | Оптическая непрерывность |
| С1С | Метод обратного рассеяния | |
| С5А | Фазовый сдвиг | Обратная дисперсия |
| С5В | Задержка импульса | |
| С6 | Распределение света в дальнем поле | Числовая апертура |
| Угол возбуждения волокна | ||
| С7А | Метод передаваемой мощности | Длина волны отсечки |
| С7В | Зависимость диаметра модового пятна от длины волны | |
| С8 | Модовая дисперсия (для рассмотрения в будущем) | Модовая дисперсия |
| С9А | Метод поперечного сдвига | Диаметр модового поля |
| С9В | Метод проходящих полей | Диаметр модового поля Неконцентричность |
| С10А | Контроль передаваемой мощности | Изменение коэффициента передачи в течение испытаний механических параметров и испытаний на воздействие внешних факторов |
| С10В | Контроль обратного рассеяния |
Примечание:
1. Под общей дисперсией следует понимать общую хроматическую дисперсию.
2. Если измерение параметров одномодовых волокон проводят по методу С1А, то применяемые условия ввода излучения должны обеспечить возбуждение основной моды, а фильтр мод не должен распространять моды более высокого порядка.
1. Под общей дисперсией следует понимать общую хроматическую дисперсию.
2. Если измерение параметров одномодовых волокон проводят по методу С1А, то применяемые условия ввода излучения должны обеспечить возбуждение основной моды, а фильтр мод не должен распространять моды более высокого порядка.
29. ЗАТУХАНИЕ
Затухание является мерой уменьшения оптической мощности в волокне. Оно зависит от характера и длины волокна, на него также влияют условия измерения.
При неконтролируемых условиях ввода обычно возникают моды утечки высшего порядка, которые вызывают переходные потери и приводят к затуханию, не пропорциональному длине волокна.
Контролируемые условия ввода, создающие распределение мод, соответствующее установившемуся состоянию, приводят к затуханию, пропорциональному длине волокна. В таких условиях установившегося состояния может быть определено линейное значение затухания волокна. Затухания соединенных волокон складываются линейным путем.
При неконтролируемых условиях ввода обычно возникают моды утечки высшего порядка, которые вызывают переходные потери и приводят к затуханию, не пропорциональному длине волокна.
Контролируемые условия ввода, создающие распределение мод, соответствующее установившемуся состоянию, приводят к затуханию, пропорциональному длине волокна. В таких условиях установившегося состояния может быть определено линейное значение затухания волокна. Затухания соединенных волокон складываются линейным путем.
30. ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Затухание 
на длине волны 
между двумя плоскостями поперечного сечения 1 и 2, расстояние между которыми равно 
, определяется следующим образом:
(дБ),
на длине волны между двумя плоскостями поперечного сечения 1 и 2, расстояние между которыми равно , определяется следующим образом: (дБ), где 
- оптическая мощность, проходящая через площадь поперечного сечения 1,
- оптическая мощность, проходящая через площадь поперечного сечения 2.
Для однородного волокна в состоянии равновесия можно определить затухание на единицу длины, или коэффициент затухания:
(дБ)·(ед.длины) 
,
- оптическая мощность, проходящая через площадь поперечного сечения 1, - оптическая мощность, проходящая через площадь поперечного сечения 2.Для однородного волокна в состоянии равновесия можно определить затухание на единицу длины, или коэффициент затухания:
(дБ)·(ед.длины) , который не зависит от выбранной длины волокна.
31. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ЗАТУХАНИЯ
Для измерения затухания приведены три метода.
а) Метод обрыва
Этот метод применяется непосредственно для определения затухания, причем уровни мощности
и 
измеряются в двух точках волокон без изменения условий ввода. является мощностью, излучаемой в конце световода, а - мощность, излучаемая у ввода в точке среза волокна. Принцип измерения не позволяет получить информацию о распределении затухания вдоль волокна. Трудно также измерить изменения затухания под действием различных условий. Но в определенных условиях этот метод обеспечивает наиболее точное измерение затухания, строго отвечающее его определению. В некоторых случаях разрушающий характер этого метода делает его неприемлемым.
б) Метод вносимых потерь
Этот метод в принципе аналогичен методу обрыва, но является мощностью, излучаемой на выходе системы ввода. Измеренное значение затухания испытываемого волокна, включающее влияние измерительной аппаратуры, должно быть скорректировано по дополнительным потерям в соединении, соответствующим потерям на эталонной длине волокна. Этот метод также не позволяет анализировать затухание по длине волокна, но по предварительно известной мощности возможно непрерывно измерять изменение затухания в зависимости от изменений условий окружающей среды, таких, как температура или прикладываемая нагрузка, Этот метод применим также для измерений на кабелях, имеющих соединители.
в) Метод обратного рассеяния
Методом обратного рассеяния измеряется оптическая мощность, которая рассеивается в обратном направлении к началу волокна из различных его точек.
Измерение проводится с одной стороны.
На измерение влияют скорость распространения света в волокне и его поведение в режиме обратного рассеяния. Если эти два параметра являются постоянными, что обычно наблюдается для отдельных длин волокон, то результат измерения затухания может быть достаточно точным, если соблюдаются установленные условия ввода.
Измерение позволяет анализировать затухание вдоль всего волокна или на отдельных отрезках, а также на линиях, образованных соединенными волокнами, и определять затухание соединений. В некоторых случаях следует проводить измерение с обоих концов, чтобы исключить эффекты обратного рассеяния, зависящего от направления распространения. Кроме того, этим методом может быть измерена длина волокна.
а) Метод обрыва
Этот метод применяется непосредственно для определения затухания, причем уровни мощности
и измеряются в двух точках волокон без изменения условий ввода. является мощностью, излучаемой в конце световода, а - мощность, излучаемая у ввода в точке среза волокна. Принцип измерения не позволяет получить информацию о распределении затухания вдоль волокна. Трудно также измерить изменения затухания под действием различных условий. Но в определенных условиях этот метод обеспечивает наиболее точное измерение затухания, строго отвечающее его определению. В некоторых случаях разрушающий характер этого метода делает его неприемлемым.б) Метод вносимых потерь
Этот метод в принципе аналогичен методу обрыва, но
является мощностью, излучаемой на выходе системы ввода. Измеренное значение затухания испытываемого волокна, включающее влияние измерительной аппаратуры, должно быть скорректировано по дополнительным потерям в соединении, соответствующим потерям на эталонной длине волокна. Этот метод также не позволяет анализировать затухание по длине волокна, но по предварительно известной мощности возможно непрерывно измерять изменение затухания в зависимости от изменений условий окружающей среды, таких, как температура или прикладываемая нагрузка, Этот метод применим также для измерений на кабелях, имеющих соединители. в) Метод обратного рассеяния
Методом обратного рассеяния измеряется оптическая мощность, которая рассеивается в обратном направлении к началу волокна из различных его точек.
Измерение проводится с одной стороны.
На измерение влияют скорость распространения света в волокне и его поведение в режиме обратного рассеяния. Если эти два параметра являются постоянными, что обычно наблюдается для отдельных длин волокон, то результат измерения затухания может быть достаточно точным, если соблюдаются установленные условия ввода.
Измерение позволяет анализировать затухание вдоль всего волокна или на отдельных отрезках, а также на линиях, образованных соединенными волокнами, и определять затухание соединений. В некоторых случаях следует проводить измерение с обоих концов, чтобы исключить эффекты обратного рассеяния, зависящего от направления распространения. Кроме того, этим методом может быть измерена длина волокна.
32. МЕТОД С1А. МЕТОД ОБРЫВА
32.1. Условия ввода
Условия ввода являются определяющими для достижения целей, указанных в п.29. Условия ввода должны быть такими, чтобы избежать ввода мощности в переходные моды высшего порядка. При отсутствии ввода в эти переходные моды испытываемого волокна будут измерены затухания отдельных участков, суммирующиеся практически линейным образом.
Поскольку эти распределения мощности существенно не изменяются волокном, они называются распределениями в установившемся состоянии.
32.1.1. Методы ввода
Существуют два обычных метода для обеспечения условий ввода в установившемся состоянии для измерения затухания: фильтры мод и ввод с помощью систем геометрической оптики. Примеры каждого метода приведены в п.32.2. При соответствующем применении этих методов могут быть получены сравнимые результаты. Типовой пример схемы ввода, использующей фильтр мод, приведен на черт.11а.
Аппаратура для измерения затухания на установленной длине волны
Условия ввода являются определяющими для достижения целей, указанных в п.29. Условия ввода должны быть такими, чтобы избежать ввода мощности в переходные моды высшего порядка. При отсутствии ввода в эти переходные моды испытываемого волокна будут измерены затухания отдельных участков, суммирующиеся практически линейным образом.
Поскольку эти распределения мощности существенно не изменяются волокном, они называются распределениями в установившемся состоянии.
32.1.1. Методы ввода
Существуют два обычных метода для обеспечения условий ввода в установившемся состоянии для измерения затухания: фильтры мод и ввод с помощью систем геометрической оптики. Примеры каждого метода приведены в п.32.2. При соответствующем применении этих методов могут быть получены сравнимые результаты. Типовой пример схемы ввода, использующей фильтр мод, приведен на черт.11а.
Аппаратура для измерения затухания на установленной длине волны
 | |
| 315 × 138 пикс. Открыть в новом окне | |
1 - светоизлучающий диод или лазер; 2 - смеситель мод; 3 - лампа;
4 - линза; 5 - фильтр мод; 6 - устройство выделения мод оболочки; 7 – ввод а
4 - линза; 5 - фильтр мод; 6 - устройство выделения мод оболочки; 7 – ввод а
Аппаратура для измерения спектрального затухания
 | |
| 336 × 106 пикс. Открыть в новом окне | |
1 - лампа; 2 - промежуточная линза; 3 - апертура, определяющая пятно;
4 - линза; 5 - апертура, определяющая числовую апертуру; 6 - ИК визир;
7 - линза; 8 – ввод б
Черт.11
4 - линза; 5 - апертура, определяющая числовую апертуру; 6 - ИК визир;
7 - линза; 8 – ввод б
Черт.11
32.1.2. Вывод мод оболочки
Вывод мод оболочки обеспечивает то, что ни одна из мод излучения, распространяющаяся в зоне оболочки, не может быть обнаружена после короткого расстояния по длине волокна. Часто для вывода мод оболочки применяется материал, показатель преломления которого равен или более показателя преломления оболочки волокна. Это может быть достигнуто применением жидкости для согласования показателей преломления на отрезке волокна, с которого снята оболочка, вблизи его концов; само покрытие волокна также может обеспечивать вывод мод оболочки.
32.1.3. Смеситель мод
Мощность, вводимая до фильтра мод, должна представлять существенно однородное распределение. При таком источнике как светодиод, или лазер, не удовлетворяющем этому условию, необходимо использовать смеситель мод. Он должен иметь соответствующее устройство из волокна (например, цепочку профилей показателей преломления ступенчатый - градиентный - ступенчатый).
32.2. Примеры условий ввода
32.2.1. Фильтры мод
32.2.1.1. Фильтр мод в виде инициирующего волокна
Волокно выбирается того же типа, что и испытываемое волокно. Его длина должна быть достаточной (обычно равной или более 1 км), чтобы распределение мощности, передаваемой по этом волокну, было стабильным при применении источника ввода, соответствующего требованиям п.32.1.3.
32.2.1.2. Фильтр мод в виде намотанного на стержень волокна
Другой тип фильтра мод представляет собой стержень с несколькими витками (обычно 3-5 витков) испытываемого волокна, намотанными со слабым натяжением. Диаметр стержня выбирается таким, чтобы обеспечить затухание переходных мод, возбуждаемых в испытываемом волокне, до достижения устойчивого состояния.
Измерение в поле дальней зоны должно проводиться для сравнения распределения мощности, излучаемой на выходе испытываемого волокна большой длины (более 1 км), когда она возбуждается источником, обеспечивающим однородное насыщение, с распределением мощности, излучаемой на выходе волокна короткой длины, намотанного на стержень. Диаметр стержня выбирается таким, чтобы получить распределение в поле дальней зоны на короткой длине, приблизительно соответствующее распределению в поле дальней зоны на большой длине волокна. Числовая апертура (измеряемая в соответствии с методом C6) диаграммы излучения на конце короткой длины должна находиться в диапазоне 94-100% числовой апертуры диаграммы, соответствующей большой длине.
Диаметр стержня может быть различным в зависимости от типа волокна и покрытия. Обычно диаметр стержня составляет 15-40 мм с пятью витками волокна, при длине стержня около 20 мм.
32.2.1.3. Сочетание смесителя и фильтра мод
Сочетание функций смесителя и фильтра мод может быть реализовано с помощью устройства, содержащего определенное число металлических шариков (размером 1-5 мм), расположенных произвольно, но с выровненной общей поверхностью. Волокно такого же типа, что и испытываемое, кладется на эту поверхность шариков и прижимается сверху на длине около 0,5 м. Регулированием силы нажима можно обеспечить регулирование распределения мощности, излучаемой на конце волокна короткой длины, что идентично тому, что описано в п.32.2.1.2.
32.2.2. Ввод с помощью системы геометрической оптики
Ввод с пространственным ограничением (ПО) определяется как ввод, производимый геометрической оптикой, заполняющий одинаково 70% диаметра сердечника и 70% числовой апертуры испытываемого волокна. Это максимальное геометрическое распределение мощности, которое не вводит мощность в быстро затухающие моды. Так, в случае многомодового градиентного волокна 50/125 мкм с числовой апертурой 0,2 условия ввода ПО соответствуют диаметру однородного пятна 35 мкм и числовой апертуре 0,14.
Для такого же типа волокна МККТТ рекомендует в настоящее время ввод в пятно 26 мкм с числовой апертурой 0,11.
На черт.11б приведен пример оптической схемы, используемой для ввода ПО. Следует обеспечить, чтобы ось вводимого пучка совпадала с осью волокна, при этом пятно и конус падающего света должны быть сцентрированы с сердечником волокна. Кроме того, оптическая система ввода должна быть рассчитана на используемые длины волн для обеспечения правильного измерения.
32.3. Аппаратура
а) Измерения могут проводиться на одной или нескольких длинах волн. В качестве варианта может потребоваться спектральная кривая затухания для всего диапазона длин волн. На черт.11 в качестве примера представлены схемы монтажа испытательной аппаратуры.
б) Оптический источник
Должен использоваться соответствующий источник излучения, такой как лампа, лазер или светоизлучающий диод. Выбор источника зависит от типа измерения. Источник должен быть устойчивым по положению, по интенсивности и по длине волны в течение достаточно длительного периода, во время которого проводится измерение. Ширина спектральной линии (между точками при 50% оптической интенсивности используемого источника) должна быть определена таким образом, чтобы она была узкой по отношению к любой характеристике спектрального затухания волокна. Это волокно должно быть ориентировано по конусу ввода или соединено коаксиально с волокном ввода.
в) Аппаратура оптического детектирования
Должна использоваться большая детектирующая поверхность, чтобы захватывать любое излучение конуса или конусов на выходе. Если приемное устройство уже имеет приемный вывод, то он должен иметь диаметр сердечника и числовую апертуру, достаточные для поглощения всего света, выходящего из эталонного и испытываемого волокон. Спектральная чувствительность должна быть совместимой со спектральными характеристиками источника. Детектирование должно быть однородным и иметь линейные характеристики.
г) Обработка сигнала
Как правило, источник света модулирует с целью улучшения соотношения сигнала (шум при приеме). Если принимается такой метод, то детектор должен быть соединен с системой обработки сигнала, синхронизированной с модулирующей частотой источника. При этом необходимо, чтобы система обнаружения была практически линейной или имела известные характеристики.
д) Устройство выделения мод оболочки
Для подавления оптической мощности, распространяющейся в оболочке, должна использоваться соответствующая техника, если это оказывает заметное влияние на принимаемый сигнал.
32.4. Проведение измерений
а) Испытываемое волокно монтируют на измерительном устройстве.
Выходную мощность фиксируют.
б) Поскольку условия ввода сохраняются постоянными, волокно обрезают на требуемой длине (например, в двух метрах от точки ввода). Фиксируют выходную мощность для длины обрезанного волокна.
в) Затухание волокна между точками, в которых измерены и , может быть вычислено по известным и .
Вывод мод оболочки обеспечивает то, что ни одна из мод излучения, распространяющаяся в зоне оболочки, не может быть обнаружена после короткого расстояния по длине волокна. Часто для вывода мод оболочки применяется материал, показатель преломления которого равен или более показателя преломления оболочки волокна. Это может быть достигнуто применением жидкости для согласования показателей преломления на отрезке волокна, с которого снята оболочка, вблизи его концов; само покрытие волокна также может обеспечивать вывод мод оболочки.
32.1.3. Смеситель мод
Мощность, вводимая до фильтра мод, должна представлять существенно однородное распределение. При таком источнике как светодиод, или лазер, не удовлетворяющем этому условию, необходимо использовать смеситель мод. Он должен иметь соответствующее устройство из волокна (например, цепочку профилей показателей преломления ступенчатый - градиентный - ступенчатый).
32.2. Примеры условий ввода
32.2.1. Фильтры мод
32.2.1.1. Фильтр мод в виде инициирующего волокна
Волокно выбирается того же типа, что и испытываемое волокно. Его длина должна быть достаточной (обычно равной или более 1 км), чтобы распределение мощности, передаваемой по этом волокну, было стабильным при применении источника ввода, соответствующего требованиям п.32.1.3.
32.2.1.2. Фильтр мод в виде намотанного на стержень волокна
Другой тип фильтра мод представляет собой стержень с несколькими витками (обычно 3-5 витков) испытываемого волокна, намотанными со слабым натяжением. Диаметр стержня выбирается таким, чтобы обеспечить затухание переходных мод, возбуждаемых в испытываемом волокне, до достижения устойчивого состояния.
Измерение в поле дальней зоны должно проводиться для сравнения распределения мощности, излучаемой на выходе испытываемого волокна большой длины (более 1 км), когда она возбуждается источником, обеспечивающим однородное насыщение, с распределением мощности, излучаемой на выходе волокна короткой длины, намотанного на стержень. Диаметр стержня выбирается таким, чтобы получить распределение в поле дальней зоны на короткой длине, приблизительно соответствующее распределению в поле дальней зоны на большой длине волокна. Числовая апертура (измеряемая в соответствии с методом C6) диаграммы излучения на конце короткой длины должна находиться в диапазоне 94-100% числовой апертуры диаграммы, соответствующей большой длине.
Диаметр стержня может быть различным в зависимости от типа волокна и покрытия. Обычно диаметр стержня составляет 15-40 мм с пятью витками волокна, при длине стержня около 20 мм.
32.2.1.3. Сочетание смесителя и фильтра мод
Сочетание функций смесителя и фильтра мод может быть реализовано с помощью устройства, содержащего определенное число металлических шариков (размером 1-5 мм), расположенных произвольно, но с выровненной общей поверхностью. Волокно такого же типа, что и испытываемое, кладется на эту поверхность шариков и прижимается сверху на длине около 0,5 м. Регулированием силы нажима можно обеспечить регулирование распределения мощности, излучаемой на конце волокна короткой длины, что идентично тому, что описано в п.32.2.1.2.
32.2.2. Ввод с помощью системы геометрической оптики
Ввод с пространственным ограничением (ПО) определяется как ввод, производимый геометрической оптикой, заполняющий одинаково 70% диаметра сердечника и 70% числовой апертуры испытываемого волокна. Это максимальное геометрическое распределение мощности, которое не вводит мощность в быстро затухающие моды. Так, в случае многомодового градиентного волокна 50/125 мкм с числовой апертурой 0,2 условия ввода ПО соответствуют диаметру однородного пятна 35 мкм и числовой апертуре 0,14.
Для такого же типа волокна МККТТ рекомендует в настоящее время ввод в пятно 26 мкм с числовой апертурой 0,11.
На черт.11б приведен пример оптической схемы, используемой для ввода ПО. Следует обеспечить, чтобы ось вводимого пучка совпадала с осью волокна, при этом пятно и конус падающего света должны быть сцентрированы с сердечником волокна. Кроме того, оптическая система ввода должна быть рассчитана на используемые длины волн для обеспечения правильного измерения.
32.3. Аппаратура
а) Измерения могут проводиться на одной или нескольких длинах волн. В качестве варианта может потребоваться спектральная кривая затухания для всего диапазона длин волн. На черт.11 в качестве примера представлены схемы монтажа испытательной аппаратуры.
б) Оптический источник
Должен использоваться соответствующий источник излучения, такой как лампа, лазер или светоизлучающий диод. Выбор источника зависит от типа измерения. Источник должен быть устойчивым по положению, по интенсивности и по длине волны в течение достаточно длительного периода, во время которого проводится измерение. Ширина спектральной линии (между точками при 50% оптической интенсивности используемого источника) должна быть определена таким образом, чтобы она была узкой по отношению к любой характеристике спектрального затухания волокна. Это волокно должно быть ориентировано по конусу ввода или соединено коаксиально с волокном ввода.
в) Аппаратура оптического детектирования
Должна использоваться большая детектирующая поверхность, чтобы захватывать любое излучение конуса или конусов на выходе. Если приемное устройство уже имеет приемный вывод, то он должен иметь диаметр сердечника и числовую апертуру, достаточные для поглощения всего света, выходящего из эталонного и испытываемого волокон. Спектральная чувствительность должна быть совместимой со спектральными характеристиками источника. Детектирование должно быть однородным и иметь линейные характеристики.
г) Обработка сигнала
Как правило, источник света модулирует с целью улучшения соотношения сигнала (шум при приеме). Если принимается такой метод, то детектор должен быть соединен с системой обработки сигнала, синхронизированной с модулирующей частотой источника. При этом необходимо, чтобы система обнаружения была практически линейной или имела известные характеристики.
д) Устройство выделения мод оболочки
Для подавления оптической мощности, распространяющейся в оболочке, должна использоваться соответствующая техника, если это оказывает заметное влияние на принимаемый сигнал.
32.4. Проведение измерений
а) Испытываемое волокно монтируют на измерительном устройстве.
Выходную мощность
фиксируют.б) Поскольку условия ввода сохраняются постоянными, волокно обрезают на требуемой длине (например, в двух метрах от точки ввода). Фиксируют выходную мощность
для длины обрезанного волокна.в) Затухание волокна между точками, в которых измерены
и , может быть вычислено по известным и . 32.5. Результаты
32.5.1. В документации должны фиксироваться следующие данные:
дата испытания;
наименование испытания;
идентификация волокна;
длина образца;
спектральное затухание, дБ, или линейное затухание, дБ/км, в зависимости от длины волны или одной или нескольких заданных длин волн, в соответствии с установленным в технических условиях.
32.5.2. По запросу должны предоставляться следующие данные:
тип источника;
спектральная ширина источника;
методика ввода;
схема измерений;
относительная влажность и температура окружающей среды.
32.5.1. В документации должны фиксироваться следующие данные:
дата испытания;
наименование испытания;
идентификация волокна;
длина образца;
спектральное затухание, дБ, или линейное затухание, дБ/км, в зависимости от длины волны или одной или нескольких заданных длин волн, в соответствии с установленным в технических условиях.
32.5.2. По запросу должны предоставляться следующие данные:
тип источника;
спектральная ширина источника;
методика ввода;
схема измерений;
относительная влажность и температура окружающей среды.
33. Метод С1В. Метод вносимых потерь
33.1. Назначение
В настоящем пункте приведена методика измерения затухания с использованием метода вносимых потерь в качестве альтернативного метода испытания.
33.2. Условия ввода
Условия ввода аналогичны тем, которые указаны в п.32.1. Условия ввода в эталонное и испытываемое волокно должны быть одинаковыми.
33.3. Аппаратура
а) Измерения могут проводиться на одной или нескольких длинах волн; в качестве варианта спектральный отклик может быть рекомендован по всему диапазону длин волн. Схемы монтажа испытательной аппаратуры представлены в качестве примера на черт.14 (калибровка) и 15 (измерение).
Калибровка при измерении вносимых потерь
В настоящем пункте приведена методика измерения затухания с использованием метода вносимых потерь в качестве альтернативного метода испытания.
33.2. Условия ввода
Условия ввода аналогичны тем, которые указаны в п.32.1. Условия ввода в эталонное и испытываемое волокно должны быть одинаковыми.
33.3. Аппаратура
а) Измерения могут проводиться на одной или нескольких длинах волн; в качестве варианта спектральный отклик может быть рекомендован по всему диапазону длин волн. Схемы монтажа испытательной аппаратуры представлены в качестве примера на черт.14 (калибровка) и 15 (измерение).
Калибровка при измерении вносимых потерь
 | |
| 285 × 157 пикс. Открыть в новом окне | |
1 - светоизлучающий источник; 2 - цепь питания; 3 - система ввода;
4 - детектор с дополнительным подводящим волокном; 5 - эталонное волокно;
6 - усилитель; 7 - измеритель уровня
Черт.14
4 - детектор с дополнительным подводящим волокном; 5 - эталонное волокно;
6 - усилитель; 7 - измеритель уровня
Черт.14
Измерение вносимых потерь
 | |
| 445 × 163 пикс. Открыть в новом окне | |
1 - светоизлучающий источник; 2 - цепь питания; 3 - система ввода;
4 - детектор с дополнительным подводящим волокном; 5 - усилитель;
6 - измеритель уровня
Черт.15
4 - детектор с дополнительным подводящим волокном; 5 - усилитель;
6 - измеритель уровня
Черт.15
б) Оптический источник
См. п.32.3б).
в) Аппаратура оптического детектирования
См. п.32.3в).
г) Обработка сигнала
См. п.32.3г).
д) Устройство выделения мод оболочки
См. п.32.3д).
е) Соединительное устройство
Метод вносимых потерь требует применения очень точного устройства соединения волокна с волокном, чтобы свести до минимума потери, вносимые соединением, и обеспечить надежные результаты. Это соединительное устройство может быть в виде механической подвижной системы, контролируемой визуально, или в виде соединителя с регулированием положения сердечник - сердечник.
ж) Эталонное волокно
Эталонное волокно может быть того же типа, что и испытываемое.
33.4. Проведение измерений
а) Измерительное устройство калибруют для получения эталонного уровня на входе . Для начальной калибровки используют тот же тип волокна, что и эталонное волокно. Длина эталонного волокна должна быть незначительной (например, 2 м), чтобы можно было пренебречь его затуханием.
б) Испытываемое волокно соединяют с измерительным устройством, и соединение регулируют с целью получения максимального уровня на оптическом детекторе. Мощность на выходе фиксируют.
в) Затухание испытываемого волокна вычисляют по формуле
(дБ).
См. п.32.3б).
в) Аппаратура оптического детектирования
См. п.32.3в).
г) Обработка сигнала
См. п.32.3г).
д) Устройство выделения мод оболочки
См. п.32.3д).
е) Соединительное устройство
Метод вносимых потерь требует применения очень точного устройства соединения волокна с волокном, чтобы свести до минимума потери, вносимые соединением, и обеспечить надежные результаты. Это соединительное устройство может быть в виде механической подвижной системы, контролируемой визуально, или в виде соединителя с регулированием положения сердечник - сердечник.
ж) Эталонное волокно
Эталонное волокно может быть того же типа, что и испытываемое.
33.4. Проведение измерений
а) Измерительное устройство калибруют для получения эталонного уровня на входе
. Для начальной калибровки используют тот же тип волокна, что и эталонное волокно. Длина эталонного волокна должна быть незначительной (например, 2 м), чтобы можно было пренебречь его затуханием.б) Испытываемое волокно соединяют с измерительным устройством, и соединение регулируют с целью получения максимального уровня на оптическом детекторе. Мощность на выходе
фиксируют.в) Затухание испытываемого волокна вычисляют по формуле
(дБ). Если затуханием эталонного волокна нельзя пренебречь, его следует прибавить к вычисленному значению.
33.5. Результаты
33.5.1. В документации должны фиксироваться следующие данные:
дата измерения;
наименование измерения;
идентификация волокна;
длина образца;
спектральное затухание, дБ, или линейное затухание, дБ/км, в зависимости от длины волны или одной или нескольких заданных длин волн, в соответствии с установленным в технических условиях.
33.5.2. По запросу должны предоставляться следующие данные:
тип источника;
спектральная ширина источника;
методика ввода;
схема измерений;
относительная влажность и температура окружающей среды.
33.5. Результаты
33.5.1. В документации должны фиксироваться следующие данные:
дата измерения;
наименование измерения;
идентификация волокна;
длина образца;
спектральное затухание, дБ, или линейное затухание, дБ/км, в зависимости от длины волны или одной или нескольких заданных длин волн, в соответствии с установленным в технических условиях.
33.5.2. По запросу должны предоставляться следующие данные:
тип источника;
спектральная ширина источника;
методика ввода;
схема измерений;
относительная влажность и температура окружающей среды.
34. Метод С1C. Метод обратного рассеяния
34.1. Назначение
В настоящей методике описана техника измерения затухания в однородном образце оптического волокна с использованием метода обратного рассеяния в качестве альтернативного метода испытания. Данная методика может быть использована для контроля оптической целостности, физических дефектов, мест сварки и обратного рассеяния в оптических волокнах, а также длины волокна.
34.2. Условия ввода излучения
Для измерения затухания может быть использована методика, описанная в п.32.1. Для контроля других параметров условия ввода излучения могут зависеть от параметров, которые подвергаются проверке. Во всех случаях для того, чтобы снизить френелевское отражение на входе волокна, могут быть использованы различные устройства, например, поляризаторы или материалы с близкими показателями преломления. Вносимые потери должны быть минимальными.
34.3. Устройство для проведения испытания
а) Общие сведения
Уровень оптического сигнала обратного рассеяния обычно невелик и близок к уровню шума. Для улучшения отношения сигнал-шум и динамического диапазона измерений используют мощный источник света совместно с устройством для обработки детектированного сигнала. Кроме того, для получения компромиссного значения между разрешающей способностью и энергией импульса, точная пространственная разрешающая способность может потребовать регулирования ширины импульса. Особое внимание должно быть уделено минимизации френелевского отражения. Оптические нелинейные эффекты должны быть исключены для волокна, подвергаемого испытанию.
Пример устройства показан на черт.16.
Устройство обратного рассеяния
В настоящей методике описана техника измерения затухания в однородном образце оптического волокна с использованием метода обратного рассеяния в качестве альтернативного метода испытания. Данная методика может быть использована для контроля оптической целостности, физических дефектов, мест сварки и обратного рассеяния в оптических волокнах, а также длины волокна.
34.2. Условия ввода излучения
Для измерения затухания может быть использована методика, описанная в п.32.1. Для контроля других параметров условия ввода излучения могут зависеть от параметров, которые подвергаются проверке. Во всех случаях для того, чтобы снизить френелевское отражение на входе волокна, могут быть использованы различные устройства, например, поляризаторы или материалы с близкими показателями преломления. Вносимые потери должны быть минимальными.
34.3. Устройство для проведения испытания
а) Общие сведения
Уровень оптического сигнала обратного рассеяния обычно невелик и близок к уровню шума. Для улучшения отношения сигнал-шум и динамического диапазона измерений используют мощный источник света совместно с устройством для обработки детектированного сигнала. Кроме того, для получения компромиссного значения между разрешающей способностью и энергией импульса, точная пространственная разрешающая способность может потребовать регулирования ширины импульса. Особое внимание должно быть уделено минимизации френелевского отражения. Оптические нелинейные эффекты должны быть исключены для волокна, подвергаемого испытанию.
Пример устройства показан на черт.16.
Устройство обратного рассеяния