 | |
| 220 × 218 пикс. Открыть в новом окне | |
1 - источник света; 2 - оптическая система; 3 - устройство соединения;
4 - испытываемое волокно; 5 - оптический детектор; 6 - усилитель;
7 - устройство обработки сигналов; 8 - осциллограф; 9 - система сбора данных
Черт.16
4 - испытываемое волокно; 5 - оптический детектор; 6 - усилитель;
7 - устройство обработки сигналов; 8 - осциллограф; 9 - система сбора данных
Черт.16
б) Источник оптического излучения
Необходимо пользоваться стабильным мощным источником оптического излучения с соответствующей длиной волны, таким как полупроводниковый лазер. Длина волны источника должна быть зафиксирована. Ширина импульса и частота повторения импульсов должны соответствовать требуемой пространственной разрешающей способности и длине волокна.
в) Оптическое детектирование
Детектор должен обеспечивать максимальный захват мощности обратного рассеяния. Чувствительность детектора должна соответствовать уровню и длине волны детектируемых сигналов. При изменении затухания чувствительность детектора должна быть, в основном, линейной.
г) Обработка сигнала
Обработка сигнала необходима для улучшения соотношения сигнал-шум и желательно иметь в системе детектирования логарифмическую чувствительность.
За оптическим детектором должен быть установлен соответствующий усилитель, что делает уровень сигнала достаточным для его обработки. Ширина полосы пропускания усилителя выбирается как среднее между временной разрешающей способностью и требованиями по снижению уровня шума.
д) Фильтр оболочечных мод
См. п.32.3д).
34.4. Проведение испытания
а) Испытываемое волокно устанавливают на одном уровне с устройством соединения.
б) Мощность, рассеянную в обратном направлении, анализируют с помощью устройства для обработки сигналов и регистрируют на логарифмической шкале. На черт.17 представлена типичная кривая. Что касается детальной интерпретации см. п.34.6.
Кривая мощности, рассеянной в обратном направлении
Необходимо пользоваться стабильным мощным источником оптического излучения с соответствующей длиной волны, таким как полупроводниковый лазер. Длина волны источника должна быть зафиксирована. Ширина импульса и частота повторения импульсов должны соответствовать требуемой пространственной разрешающей способности и длине волокна.
в) Оптическое детектирование
Детектор должен обеспечивать максимальный захват мощности обратного рассеяния. Чувствительность детектора должна соответствовать уровню и длине волны детектируемых сигналов. При изменении затухания чувствительность детектора должна быть, в основном, линейной.
г) Обработка сигнала
Обработка сигнала необходима для улучшения соотношения сигнал-шум и желательно иметь в системе детектирования логарифмическую чувствительность.
За оптическим детектором должен быть установлен соответствующий усилитель, что делает уровень сигнала достаточным для его обработки. Ширина полосы пропускания усилителя выбирается как среднее между временной разрешающей способностью и требованиями по снижению уровня шума.
д) Фильтр оболочечных мод
См. п.32.3д).
34.4. Проведение испытания
а) Испытываемое волокно устанавливают на одном уровне с устройством соединения.
б) Мощность, рассеянную в обратном направлении, анализируют с помощью устройства для обработки сигналов и регистрируют на логарифмической шкале. На черт.17 представлена типичная кривая. Что касается детальной интерпретации см. п.34.6.
Кривая мощности, рассеянной в обратном направлении
 | |
| 255 × 168 пикс. Открыть в новом окне | |
Черт.17
в) Если зарегистрированная кривая имеет приблизительно постоянный наклон (зона б), затухание между двумя точками А и В кривой, соответствующими двум площадям поперечного сечения волокна, можно выразить следующим образом:
(дБ),
(дБ), где 
и 
- соответствующие уровни мощности, представленные на логарифмической шкале. В приведенном уравнении в точках А и Виспользованы одни и те же коэффициенты обратного рассеяния.
г) При необходимости могут быть проведены двунаправленные измерения совместно с числовыми расчетами с целью повышения точности результата и учета влияния на затухание дефектов волокна.
34.5. Результаты
В документации должны быть представлены следующие результаты:
типы измерений и характеристики;
методика ввода излучения;
измерительная установка;
относительная влажность и температура образца (в случае необходимости);
тип волокна;
длина образца;
время нарастания, ширина и частота повторения импульса;
используемый тип обработки сигнала;
зарегистрированная кривая на логарифмической шкале, указывающая затухание в образце в децибелах, и, при необходимости, коэффициент затухания (дБ/км).
Примечание. Анализ зарегистрированной кривой (черт.17) показывает, что кроме измерения затухания с помощью метода обратного рассеяния могут контролироваться:
отражение, причиной которого является устройство соединения на входном конце волокна а);
прерывность за счет локальных дефектов, сростков или соединений с);
отражение за счет диэлектрических дефектов d);
отражение на конце волокна е).
34.6. Руководство по интерпретации характеристик обратного рассеяния
34.6.1. Общие сведения
Метод обратного рассеяния является одним из основных методов измерения, как для многомодовых, так и для одномодовых волокон. По сравнению с другими методами измерения затухания, такими как метод вносимых потерь, данный метод позволяет получить единое значение полных потерь, а также произвести оценку волокна или соединений волокон по всей длине.
Поскольку метод обратного рассеяния дает не только прямые потери, но и потери при обратном рассеянии, измеренное значение включает в себя значение потерь волокна и характеристики рассеяния.
Характеристики обратного рассеяния зависят от длины волны, в результате чего измерения на различных длинах волны дают различные результаты.
В пп.34.6.2; 34.6.3 дано руководство по интерпретации характеристик обратного рассеяния, измерению затухания, интерпретации неравномерностей, и по учету влияния, оказываемого меняющимся коэффициентом рассеяния.
34.6.2. Интерпретация характеристик обратного рассеяния
Диапазон (а)
На черт.18 представлена кривая обратного рассеяния, отражающая большую часть наиболее часто встречающихся явлений. В приведенных примерах вертикальная ось (
) логарифмическая. Поэтому кривая обратного рассеяния с постоянным наклоном характерна для волокна с постоянным коэффициентом затухания. В диапазоне от А до В кривая обратного рассеяния имеет постоянный наклон. Это свидетельствует об однородности волокна и поэтому, хотя измерения должны выполняться в обоих направлениях, позволяет провести измерение с одного конца.
Пример кривой обратного рассеяния
и - соответствующие уровни мощности, представленные на логарифмической шкале. В приведенном уравнении в точках А и Виспользованы одни и те же коэффициенты обратного рассеяния.г) При необходимости могут быть проведены двунаправленные измерения совместно с числовыми расчетами с целью повышения точности результата и учета влияния на затухание дефектов волокна.
34.5. Результаты
В документации должны быть представлены следующие результаты:
типы измерений и характеристики;
методика ввода излучения;
измерительная установка;
относительная влажность и температура образца (в случае необходимости);
тип волокна;
длина образца;
время нарастания, ширина и частота повторения импульса;
используемый тип обработки сигнала;
зарегистрированная кривая на логарифмической шкале, указывающая затухание в образце в децибелах, и, при необходимости, коэффициент затухания (дБ/км).
Примечание. Анализ зарегистрированной кривой (черт.17) показывает, что кроме измерения затухания с помощью метода обратного рассеяния могут контролироваться:
отражение, причиной которого является устройство соединения на входном конце волокна а);
прерывность за счет локальных дефектов, сростков или соединений с);
отражение за счет диэлектрических дефектов d);
отражение на конце волокна е).
34.6. Руководство по интерпретации характеристик обратного рассеяния
34.6.1. Общие сведения
Метод обратного рассеяния является одним из основных методов измерения, как для многомодовых, так и для одномодовых волокон. По сравнению с другими методами измерения затухания, такими как метод вносимых потерь, данный метод позволяет получить единое значение полных потерь, а также произвести оценку волокна или соединений волокон по всей длине.
Поскольку метод обратного рассеяния дает не только прямые потери, но и потери при обратном рассеянии, измеренное значение включает в себя значение потерь волокна и характеристики рассеяния.
Характеристики обратного рассеяния зависят от длины волны, в результате чего измерения на различных длинах волны дают различные результаты.
В пп.34.6.2; 34.6.3 дано руководство по интерпретации характеристик обратного рассеяния, измерению затухания, интерпретации неравномерностей, и по учету влияния, оказываемого меняющимся коэффициентом рассеяния.
34.6.2. Интерпретация характеристик обратного рассеяния
Диапазон (а)
На черт.18 представлена кривая обратного рассеяния, отражающая большую часть наиболее часто встречающихся явлений. В приведенных примерах вертикальная ось (
) логарифмическая. Поэтому кривая обратного рассеяния с постоянным наклоном характерна для волокна с постоянным коэффициентом затухания. В диапазоне от А до В кривая обратного рассеяния имеет постоянный наклон. Это свидетельствует об однородности волокна и поэтому, хотя измерения должны выполняться в обоих направлениях, позволяет провести измерение с одного конца.Пример кривой обратного рассеяния
 | |
| 317 × 200 пикс. Открыть в новом окне | |
1 - экстраполяция; 2 - длина
Черт.18
Черт.18
Затухание вычисляется между двумя точками А и В, причем обе должны находиться вне вероятных мертвых зон. Измеренное с обеих сторон среднее значение есть затухание. В этом случае может быть определен также коэффициент затухания (см. п.34.4 в) и г)).
Примечание. Даже если наклон по всей длине волокна не является строго постоянным (
)-( 
), характеристики волокна могут быть аппроксимированы с помощью общих средних квадратических расчетов с учетом коэффициента корреляции.
Диапазон (
)
Перепад в точке В свидетельствует об изменении локализованных потерь, вызванных внешними воздействиями, например, сращиванием, или внутренними причинами. Если этот период* вызван сращиванием, он может быть положительным (
) или отрицательным ( 
). Он суммирует потери при сращивании и различия обратного рассеяния у двух волокон. По этой причине измерения должны выполняться на обоих концах. Локальные потери определяются как среднее значение двух измерений.
* Текст соответствует оригиналу.
Для точного определения результата достаточно экстраполировать кривые на обеих сторонах относительно точки В.
Примечание. Длина перепада зависит от ширины импульса. Если данный перепад длиннее рассчитанного по ширине импульса, дефект может располагаться в участке волокна с более высоким затуханием или же может быть несколько перепадов, расстояние между которыми настолько мало, что его невозможно определить путем таких измерений.
Диапазон (
)
Нерегулярности, подобные представленным на участке ( ) черт.18, образованы за счет резкого увеличения обратного рассеяния. Их вклад в затухание может быть определен тем же путем, что и для диапазона ( ).
Диапазон ( )
В некоторых случаях наклон кривой непостоянен по длине волокна, в результате чего появляется изгиб, который может быть или выпуклым (
) или вогнутым ( 
). Такой изгиб для ближнего конца волокна может образоваться в результате распространения оболочечных мод вследствие недостаточной их фильтрации. Изгиб может быть вызван внутренними и внешними воздействиями. Если воздействие является внутренним и не вызывает изменения затухания за счет поглощения, то причина заключается в постоянном изменении числовой апертуры для многомодовых волокон или в постоянном изменении диаметра поля моды для одномодовых волокон.
Если воздействие является внешним, то причина может быть связана с увеличивающимся воздействием на волокно покрытия или кабеля в процессе его прокладки.
Внутренние и внешние воздействия обычно можно различить, приложив к волокну или кабелю дополнительную силу или изменив температуру. Характеристики, не изменяющиеся в этом случае, присущи самому волокну, изменяющиеся характеристики определяются внешними воздействиями (см. п.34.6.3).
Диапазон (
)
Конец волокна или любая неоднородность волокна вызывают сильное положительное отражение (
) за счет эффектов Френеля или большие потери мощности обратного рассеяния ( 
) при отсутствии эффектов Френеля.
Отражение также свидетельствует об изменении значения показателя преломления, которое может иметь место при механическом сращивании.
Пульсации
В некоторых случаях наклон непостоянен, и на кривой имеют место пульсации продолжительностью порядка одной ширины импульса. Обычно такого рода пульсации не формируются под действием периодических флуктуаций профиля показателя преломления, например, числовой апертуры в многомодовых волокнах и диаметра поля моды в одномодовых волокнах. Они связаны со свойствами измерительного оборудования, и предполагается, что они могут усиливаться по мере приближения испытываемой длины волокна к предельной длине, определяемой динамическим диапазоном оборудования для обратного рассеяния. Указанные нерегулярности могут быть исключены с помощью аппроксимации методом наименьших квадратов.
В этих случаях измерения должны выполняться на обоих концах
Примечание. Даже если наклон по всей длине волокна не является строго постоянным (
)-( ), характеристики волокна могут быть аппроксимированы с помощью общих средних квадратических расчетов с учетом коэффициента корреляции.Диапазон (
)Перепад в точке В свидетельствует об изменении локализованных потерь, вызванных внешними воздействиями, например, сращиванием, или внутренними причинами. Если этот период* вызван сращиванием, он может быть положительным (
) или отрицательным ( ). Он суммирует потери при сращивании и различия обратного рассеяния у двух волокон. По этой причине измерения должны выполняться на обоих концах. Локальные потери определяются как среднее значение двух измерений.* Текст соответствует оригиналу.
Для точного определения результата достаточно экстраполировать кривые на обеих сторонах относительно точки В.
Примечание. Длина перепада зависит от ширины импульса. Если данный перепад длиннее рассчитанного по ширине импульса, дефект может располагаться в участке волокна с более высоким затуханием или же может быть несколько перепадов, расстояние между которыми настолько мало, что его невозможно определить путем таких измерений.
Диапазон (
)Нерегулярности, подобные представленным на участке (
) черт.18, образованы за счет резкого увеличения обратного рассеяния. Их вклад в затухание может быть определен тем же путем, что и для диапазона ( ).Диапазон (
)В некоторых случаях наклон кривой непостоянен по длине волокна, в результате чего появляется изгиб, который может быть или выпуклым (
) или вогнутым ( ). Такой изгиб для ближнего конца волокна может образоваться в результате распространения оболочечных мод вследствие недостаточной их фильтрации. Изгиб может быть вызван внутренними и внешними воздействиями. Если воздействие является внутренним и не вызывает изменения затухания за счет поглощения, то причина заключается в постоянном изменении числовой апертуры для многомодовых волокон или в постоянном изменении диаметра поля моды для одномодовых волокон.Если воздействие является внешним, то причина может быть связана с увеличивающимся воздействием на волокно покрытия или кабеля в процессе его прокладки.
Внутренние и внешние воздействия обычно можно различить, приложив к волокну или кабелю дополнительную силу или изменив температуру. Характеристики, не изменяющиеся в этом случае, присущи самому волокну, изменяющиеся характеристики определяются внешними воздействиями (см. п.34.6.3).
Диапазон (
)Конец волокна или любая неоднородность волокна вызывают сильное положительное отражение (
) за счет эффектов Френеля или большие потери мощности обратного рассеяния ( ) при отсутствии эффектов Френеля.Отражение также свидетельствует об изменении значения показателя преломления, которое может иметь место при механическом сращивании.
Пульсации
В некоторых случаях наклон непостоянен, и на кривой имеют место пульсации продолжительностью порядка одной ширины импульса. Обычно такого рода пульсации не формируются под действием периодических флуктуаций профиля показателя преломления, например, числовой апертуры в многомодовых волокнах и диаметра поля моды в одномодовых волокнах. Они связаны со свойствами измерительного оборудования, и предполагается, что они могут усиливаться по мере приближения испытываемой длины волокна к предельной длине, определяемой динамическим диапазоном оборудования для обратного рассеяния. Указанные нерегулярности могут быть исключены с помощью аппроксимации методом наименьших квадратов.
В этих случаях измерения должны выполняться на обоих концах
волокна.
34.6.3. Измерения кривой обратного рассеяния вследствие внешних воздействий
Внешние воздействия - это растягивающие усилия или поперечные нагрузки, прилагаемые к кабелю и передаваемые волокну или волокнам в кабеле, или температурные изменения.
Изменения затухания (обычно только на одном конце волокна) измеряют до, во время и после воздействия внешних сил на волокно или кабель.
Характеристики кривой обратного рассеяния, которые являются следствием внутренних эффектов в волокне, остаются неизменными. Это такие неоднородности, как ( ) и ( ), волнистость и изгибы ( ) внутреннего происхождения. Изгиб ( ), вызванный сращиванием, может измениться. Изгиб, образовавшийся вследствие приложенных ранее внешних сил, может также измениться под действием дополнительных внешних сил.
По изменению кривизны изгиба можно определить, вызван он внутренними или внешними воздействиями.
Если изгиб является результатом внутренних причин, его кривизна остается постоянной на участке (черт.19а и 19б), хотя средний наклон всей кривой (пунктирная линия) может линейно возрастать вдоль ее длины вследствие равномерных внешних воздействий. Изменения кривизны изгиба происходят в результате внешних причин (черт.19а и 19в).
Исследование изгиба
34.6.3. Измерения кривой обратного рассеяния вследствие внешних воздействий
Внешние воздействия - это растягивающие усилия или поперечные нагрузки, прилагаемые к кабелю и передаваемые волокну или волокнам в кабеле, или температурные изменения.
Изменения затухания (обычно только на одном конце волокна) измеряют до, во время и после воздействия внешних сил на волокно или кабель.
Характеристики кривой обратного рассеяния, которые являются следствием внутренних эффектов в волокне, остаются неизменными. Это такие неоднородности, как (
) и ( ), волнистость и изгибы ( ) внутреннего происхождения. Изгиб ( ), вызванный сращиванием, может измениться. Изгиб, образовавшийся вследствие приложенных ранее внешних сил, может также измениться под действием дополнительных внешних сил.По изменению кривизны изгиба можно определить, вызван он внутренними или внешними воздействиями.
Если изгиб является результатом внутренних причин, его кривизна остается постоянной на участке (черт.19а и 19б), хотя средний наклон всей кривой (пунктирная линия) может линейно возрастать вдоль ее длины вследствие равномерных внешних воздействий. Изменения кривизны изгиба происходят в результате внешних причин (черт.19а и 19в).
Исследование изгиба
 | |
| 304 × 258 пикс. Открыть в новом окне | |
1 - причина образования изгиба; 2 - внутренняя; 3 - внешняя;
4 - до воздействия; 5 - после воздействия
Черт.19
4 - до воздействия; 5 - после воздействия
Черт.19
В случае постоянного наклона кривой до воздействия внешних сил (участок (а) на черт.18) может быть следующее:
1) наклон остается неизменным, затухание без изменения;
2) наклон изменяется, но остается плавным линейное увеличение затухания (черт.20а);
3) участок с постоянным наклоном превращается в дугу вдоль длины волокна - постоянное увеличение затухания, которое может быть вызвано слишком плотной намоткой кабеля. Количественная оценка в данном случае невозможна (черт.20б);
4) наклон увеличивается вдоль длины, постоянное увеличение затухания на отдельном участке волокна (черт.20в);
5) в дополнение к вышеуказанному в перечислениях 1)-4) на кривой обратного рассеяния образуется ступенька - волокно зафиксировано, и давление на волокно создается в определенном месте (черт.20г). Необходимо исследовать, вызвано это внешними или внутренними причинами.
Изменение обратного рассеяния
1) наклон остается неизменным, затухание без изменения;
2) наклон изменяется, но остается плавным линейное увеличение затухания (черт.20а);
3) участок с постоянным наклоном превращается в дугу вдоль длины волокна - постоянное увеличение затухания, которое может быть вызвано слишком плотной намоткой кабеля. Количественная оценка в данном случае невозможна (черт.20б);
4) наклон увеличивается вдоль длины, постоянное увеличение затухания на отдельном участке волокна (черт.20в);
5) в дополнение к вышеуказанному в перечислениях 1)-4) на кривой обратного рассеяния образуется ступенька - волокно зафиксировано, и давление на волокно создается в определенном месте (черт.20г). Необходимо исследовать, вызвано это внешними или внутренними причинами.
Изменение обратного рассеяния
 | |
| 375 × 177 пикс. Открыть в новом окне | |
1 - до воздействия; 2 - после воздействия
Черт.20
Черт.20
35. МОДОВАЯ ШИРИНА ПОЛОСЫ ПРОПУСКАНИЯ
Модовая ширина полосы пропускания является составляющей полной полосы пропускания, которая может быть представлена выражением
,
, где 
- общая ширина полосы пропускания (включая модовую и хроматическую дисперсии);
- ширина полосы, связанная с модовой дисперсией;
- ширина полосы, связанная с хроматической дисперсией (см. примечание 2).
Примечания:
1. Предполагают, что характеристика в основном диапазоне модовой дисперсии и спектр источника имеют распределение Гаусса.
2. , ширина полосы, связанной с хроматической дисперсией, обратно пропорциональна длине образца и при предположении, что источник имеет распределение Гаусса, может быть выражена формулой
(МГц),
- общая ширина полосы пропускания (включая модовую и хроматическую дисперсии); - ширина полосы, связанная с модовой дисперсией; - ширина полосы, связанная с хроматической дисперсией (см. примечание 2).Примечания:
1. Предполагают, что характеристика в основном диапазоне модовой дисперсии и спектр источника имеют распределение Гаусса.
2.
, ширина полосы, связанной с хроматической дисперсией, обратно пропорциональна длине образца и при предположении, что источник имеет распределение Гаусса, может быть выражена формулой (МГц), где 
- спектральная ширина источника на уровне половины амплитуды, нм;
- коэффициент хроматической дисперсии, пс/(нм·км);
- длина образца, км.
Измерение модовой ширины полосы пропускания достигается путем сведения до минимума , так что разница между и становится менее 10%. Модовая ширина полосы пропускания может быть выражена через временную или частотную характеристики.
- спектральная ширина источника на уровне половины амплитуды, нм; - коэффициент хроматической дисперсии, пс/(нм·км); - длина образца, км. Измерение модовой ширины полосы пропускания достигается путем сведения до минимума
, так что разница между и становится менее 10%. Модовая ширина полосы пропускания может быть выражена через временную или частотную характеристики.36 ОПРЕДЕЛЕНИЯ
а) Временная характеристика (импульсная характеристика)
Импульсная характеристика
есть функция, определяемая оптической мощностью, вводимой в волокно, и оптической мощностью на выходе.
б) Частотная характеристика (частотный отклик)
Частотная характеристика
определяется как функция
,
Импульсная характеристика
есть функция, определяемая оптической мощностью, вводимой в волокно, и оптической мощностью на выходе.б) Частотная характеристика (частотный отклик)
Частотная характеристика
определяется как функция , где 
- энергетический спектр модулирующего сигнала в поперечном сечении 1,
- энергетический спектр модулирующего сигнала в поперечном сечении 2.
Амплитудная и фазовая характеристики являются абсолютными величинами, составляющими .
Примечание. Частотная и импульсная характеристики в линейной системе связаны между собой следующим образом:
.
- энергетический спектр модулирующего сигнала в поперечном сечении 1, - энергетический спектр модулирующего сигнала в поперечном сечении 2.Амплитудная и фазовая характеристики являются абсолютными величинами, составляющими
.Примечание. Частотная и импульсная характеристики в линейной системе связаны между собой следующим образом:
.37. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ШИРИНЫ ПОЛОСЫ ПРОПУСКАНИЯ
Для измерения ширины полосы пропускания используются два метода:
а) Метод импульсной характеристики
Импульсная характеристика измеряется путем сравнения входного и выходного импульсов испытываемого волокна.
Примечание. Частотная и импульсная характеристики могут быть определены с помощью преобразования Фурье для входного и выходного импульсов.
б) Метод частотной характеристики
В методе частотной характеристики амплитуда измеряется как функция частоты:
1) с помощью спектрального анализа выходного сигнала при его возбуждении входным импульсом;
2) с помощью выходного анализа сигнала качающейся частоты или дискретных частот.
а) Метод импульсной характеристики
Импульсная характеристика измеряется путем сравнения входного и выходного импульсов испытываемого волокна.
Примечание. Частотная и импульсная характеристики могут быть определены с помощью преобразования Фурье для входного и выходного импульсов.
б) Метод частотной характеристики
В методе частотной характеристики амплитуда измеряется как функция частоты:
1) с помощью спектрального анализа выходного сигнала при его возбуждении входным импульсом;
2) с помощью выходного анализа сигнала качающейся частоты или дискретных частот.
38. МЕТОД С2А. ИМПУЛЬСНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
38.1. Условия ввода излучения
Система ввода излучения с целью воспроизводимости должна обеспечить незначительное искажение импульса по сравнению с искажением импульса в испытуемом волокне. В противном случае форма выходного импульса системы ввода излучения должна регистрироваться и затем использоваться для расчета ширины полосы пропускания волокна. Могут применяться два способа ввода излучения.
а) "Полное возбуждение", при котором "конус возбуждения" больше максимальной теоретической числовой апертуры волокна. При таком возбуждении диаметр светового пятна приблизительно равен диаметру сердечника волокна. Испытываемое волокно не должно иметь микроизгибов. Распределение светового потока на выходе системы возбуждения должно быть достаточно постоянным и не должно зависеть от устройства, соединяющего источник света с волокном (это свидетельствует о равномерном возбуждении всех мод).
Следующие устройства могут обеспечивать полные условия возбуждения:
1) система линз;
2) волоконная система возбуждения (например, генератор мод ступень-градиент-ступень).
Для волокон категории A1 полные условия возбуждения контролировать легче и, следовательно, воспроизводимость лучше.
б) "Ограниченное возбуждение", при котором размер светового пятна и угол конуса позволяет моделировать характеристики волокон большой длины. Примером условий возбуждения такого типа могут быть условия возбуждения, описанные в п.32.2. Система возбуждения должна быть подготовлена таким образом, чтобы изменения в распределении мод в волокне при юстировке волокна были минимальны.
38.2. Аппаратура
а) Примеры
Схема устройства представлена на черт.21.
Измерение характеристики в основном диапазоне. Пример измерения импульсной характеристики
Система ввода излучения с целью воспроизводимости должна обеспечить незначительное искажение импульса по сравнению с искажением импульса в испытуемом волокне. В противном случае форма выходного импульса системы ввода излучения должна регистрироваться и затем использоваться для расчета ширины полосы пропускания волокна. Могут применяться два способа ввода излучения.
а) "Полное возбуждение", при котором "конус возбуждения" больше максимальной теоретической числовой апертуры волокна. При таком возбуждении диаметр светового пятна приблизительно равен диаметру сердечника волокна. Испытываемое волокно не должно иметь микроизгибов. Распределение светового потока на выходе системы возбуждения должно быть достаточно постоянным и не должно зависеть от устройства, соединяющего источник света с волокном (это свидетельствует о равномерном возбуждении всех мод).
Следующие устройства могут обеспечивать полные условия возбуждения:
1) система линз;
2) волоконная система возбуждения (например, генератор мод ступень-градиент-ступень).
Для волокон категории A1 полные условия возбуждения контролировать легче и, следовательно, воспроизводимость лучше.
б) "Ограниченное возбуждение", при котором размер светового пятна и угол конуса позволяет моделировать характеристики волокон большой длины. Примером условий возбуждения такого типа могут быть условия возбуждения, описанные в п.32.2. Система возбуждения должна быть подготовлена таким образом, чтобы изменения в распределении мод в волокне при юстировке волокна были минимальны.
38.2. Аппаратура
а) Примеры
Схема устройства представлена на черт.21.
Измерение характеристики в основном диапазоне. Пример измерения импульсной характеристики
Измерение характеристики в основном диапазоне.
Пример измерения импульсной характеристики
Пример измерения импульсной характеристики
 | |
| 280 × 158 пикс. Открыть в новом окне | |
1 - испытываемое волокно; 2 - дополнительный фильтр мод;
3 - устройство выделения мод; 4 - смеситель мод;
5 - светоизлучающий источник; 6 - импульсный генератор;
7 - детектор; 8 - осциллограф; 9 - блок обработки данных
Черт.21
3 - устройство выделения мод; 4 - смеситель мод;
5 - светоизлучающий источник; 6 - импульсный генератор;
7 - детектор; 8 - осциллограф; 9 - блок обработки данных
Черт.21
б) Оптический источник
Оптический источник должен иметь известную заданную длину волны и спектральную ширину. У инжекционных лазерных диодов лазерное излучение должно значительно превышать спонтанное излучение. Для поддержания мощности, длины волны и спектральной ширины излучения на постоянном уровне в течение всего испытания следует принять необходимые меры. Необходимо указать частотную характеристику и нелинейность источника.
в) Фильтр оболочечных мод
См. п.32.3 д).
г) Оптический детектор
Необходимо учитывать частотную характеристику оптического детектора. Предпочтительнее использовать высокоскоростной фотодиод. Обычно ширина полосы частот детектора значительно превышает ширину полосы испытываемого волокна. Однако могут быть введены поправки, поэтому должны быть указаны чувствительность полосы пропускания и нелинейность детектора. Чувствительность поверхности детектора должна быть равномерной.
д) Вспомогательное оборудование
Рекомендуется пользоваться следующим оборудованием, например:
перестраиваемый генератор серии оптических импульсов (с перестраиваемой шириной и частотой повторения);
стробирующий осциллограф;
графопостроитель.
Примечание. Принятые меры должны обеспечивать калибровку, линейность и стабильность системы.
38.3. Проведение измерений
а) Центровка ввода
Волокно должно быть сцентрировано с осью конуса ввода.
б) Юстировка детектора
Выходной конец волокна должен быть сцентрирован с поверхностью детектора так, чтобы все испускаемые лучи были приняты детектором.
в) Получение и обработка данных
Входной и выходной импульсы волокна фиксируют, и модовую ширину полосы пропускания определяют в соответствии с п.36 а).
38.4. Результаты
38.4.1. Обязательная информация
В документации должны фиксироваться следующие данные:
дата испытания;
наименование испытания;
идентификация волокна;
длина образца волокна;
номинальная длина волны измерения;
ширина полосы (
), определенная точкой при - 3 дБ (оптических) кривой амплитуда-частота.
38.4.2. Дополнительная информация
По запросу должны предоставляться следующие данные:
длина волны и ширина спектра источника;
тип ввода;
схема измерения;
полные кривые входного и выходного импульсов.
Оптический источник должен иметь известную заданную длину волны и спектральную ширину. У инжекционных лазерных диодов лазерное излучение должно значительно превышать спонтанное излучение. Для поддержания мощности, длины волны и спектральной ширины излучения на постоянном уровне в течение всего испытания следует принять необходимые меры. Необходимо указать частотную характеристику и нелинейность источника.
в) Фильтр оболочечных мод
См. п.32.3 д).
г) Оптический детектор
Необходимо учитывать частотную характеристику оптического детектора. Предпочтительнее использовать высокоскоростной фотодиод. Обычно ширина полосы частот детектора значительно превышает ширину полосы испытываемого волокна. Однако могут быть введены поправки, поэтому должны быть указаны чувствительность полосы пропускания и нелинейность детектора. Чувствительность поверхности детектора должна быть равномерной.
д) Вспомогательное оборудование
Рекомендуется пользоваться следующим оборудованием, например:
перестраиваемый генератор серии оптических импульсов (с перестраиваемой шириной и частотой повторения);
стробирующий осциллограф;
графопостроитель.
Примечание. Принятые меры должны обеспечивать калибровку, линейность и стабильность системы.
38.3. Проведение измерений
а) Центровка ввода
Волокно должно быть сцентрировано с осью конуса ввода.
б) Юстировка детектора
Выходной конец волокна должен быть сцентрирован с поверхностью детектора так, чтобы все испускаемые лучи были приняты детектором.
в) Получение и обработка данных
Входной и выходной импульсы волокна фиксируют, и модовую ширину полосы пропускания определяют в соответствии с п.36 а).
38.4. Результаты
38.4.1. Обязательная информация
В документации должны фиксироваться следующие данные:
дата испытания;
наименование испытания;
идентификация волокна;
длина образца волокна;
номинальная длина волны измерения;
ширина полосы (
), определенная точкой при - 3 дБ (оптических) кривой амплитуда-частота. 38.4.2. Дополнительная информация
По запросу должны предоставляться следующие данные:
длина волны и ширина спектра источника;
тип ввода;
схема измерения;
полные кривые входного и выходного импульсов.
39. МЕТОД С2В. ЧАСТОТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
39.1. Условия ввода излучения
См. п.38.1.
39.2. Устройство для проведения измерений
а) Пример
Схема устройства представлена на черт.22.
Измерение характеристики в основном диапазоне. Пример измерения частотной характеристики
См. п.38.1.
39.2. Устройство для проведения измерений
а) Пример
Схема устройства представлена на черт.22.
Измерение характеристики в основном диапазоне. Пример измерения частотной характеристики
Измерение характеристики в основном диапазоне.
Пример измерения частотной характеристики
Пример измерения частотной характеристики
 | |
| 280 × 158 пикс. Открыть в новом окне | |
1 - испытываемое волокно; 2 - факультативный фильтр мод;
3 - устройство выделения мод; 4 - передатчик помех моды;
5 - светоизлучающий источник; 6 - генератор качающейся частоты;
7 - детектор; 8 - спектральный анализатор или анализатор с решеткой;
9 - блок обработки данных
Черт.22
3 - устройство выделения мод; 4 - передатчик помех моды;
5 - светоизлучающий источник; 6 - генератор качающейся частоты;
7 - детектор; 8 - спектральный анализатор или анализатор с решеткой;
9 - блок обработки данных
Черт.22
б) Источник излучения
См. п.38.2б).
в) Фильтр оболочечных мод
См. п.32.3д).
г) Оптический детектор
См. п.38.2г).
д) Вспомогательное оборудование:
анализатор спектра;
оптический синусоидальный генератор.
Примечание. Принимаемые меры должны обеспечивать калибровку, линейность системы и стабильность
См. п.38.2б).
в) Фильтр оболочечных мод
См. п.32.3д).
г) Оптический детектор
См. п.38.2г).
д) Вспомогательное оборудование:
анализатор спектра;
оптический синусоидальный генератор.
Примечание. Принимаемые меры должны обеспечивать калибровку, линейность системы и стабильность
39.3. Проведение измерений
а) Юстировка ввода
Волокно должно быть сцентрировано с осью конуса ввода.
б) Юстировка детектора
Выходной конец волокна должен быть сцентрирован с поверхностью детектора так, чтобы все испускаемые лучи были приняты детектором.
в) Получение и обработка данных
Входные и выходные сигналы волокна фиксируют, а модовую ширину полосы пропускания вычисляют в соответствии с п.36.б).
39.4. Результаты
39.4.1. Обязательная информация
В документации должны фиксироваться следующие данные:
наименование испытания;
идентификация волокна;
длина образца волокна;
номинальная длина волны измерения;
ширина полосы ( ), определенная точкой при - 3 дБ (оптических) кривой амплитуда-частота.
39.4.2. Дополнительная информация
По запросу должны предоставляться следующие данные:
длина волны и ширина спектра источника;
тип ввода;
схема измерений;
полные кривые входной и выходной частотных характеристик;
спектральное разрешение измерительного оборудования.
а) Юстировка ввода
Волокно должно быть сцентрировано с осью конуса ввода.
б) Юстировка детектора
Выходной конец волокна должен быть сцентрирован с поверхностью детектора так, чтобы все испускаемые лучи были приняты детектором.
в) Получение и обработка данных
Входные и выходные сигналы волокна фиксируют, а модовую ширину полосы пропускания вычисляют в соответствии с п.36.б).
39.4. Результаты
39.4.1. Обязательная информация
В документации должны фиксироваться следующие данные:
наименование испытания;
идентификация волокна;
длина образца волокна;
номинальная длина волны измерения;
ширина полосы (
), определенная точкой при - 3 дБ (оптических) кривой амплитуда-частота.39.4.2. Дополнительная информация
По запросу должны предоставляться следующие данные:
длина волны и ширина спектра источника;
тип ввода;
схема измерений;
полные кривые входной и выходной частотных характеристик;
спектральное разрешение измерительного оборудования.
40. МЕТОД С3. ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ К МИКРОИЗГИБАМ
В стадии рассмотрения.
41. МЕТОД С4. ПЕРЕДАВАЕМАЯ ИЛИ ИЗЛУЧАЕМАЯ МОЩНОСТЬ
41.1. Определения
41.1.1. Оптическая непрерывность
Оптическая непрерывность длины волокна определяется его способностью передавать оптическую энергию. Непрерывность можно проверить путем введения светового луча на одном конце волокна и измерения световой энергии на выходе на другом конце.
41.1.2. Нарушение оптической непрерывности (разрыв)
Нарушение оптической непрерывности (часто рассматриваемое как разрыв) в непрерывном волокне имеет место, когда фактическая мощность, измеренная на выходном конце волокна, меньше уровня мощности на входе на установленное значение при использовании определенного оборудования для запуска луча и измерений. Это значение устанавливается по соглашению между потребителем и изготовителем.
Оптическая непрерывность длины волокна определяется его способностью передавать оптическую энергию. Непрерывность можно проверить путем введения светового луча на одном конце волокна и измерения световой энергии на выходе на другом конце.
41.1.2. Нарушение оптической непрерывности (разрыв)
Нарушение оптической непрерывности (часто рассматриваемое как разрыв) в непрерывном волокне имеет место, когда фактическая мощность, измеренная на выходном конце волокна, меньше уровня мощности на входе на установленное значение при использовании определенного оборудования для запуска луча и измерений. Это значение устанавливается по соглашению между потребителем и изготовителем.
41.2. Назначение
Испытание для определения оптической непрерывности предназначено для того, чтобы определить, является ли оптическое волокно непрерывным и не произошло ли значительное увеличение затухания.
При испытании не проводится измерение, а только обнаруживается целостность или разрыв. Это необходимо, когда короткие длины волокна подвергаются механическому воздействию, например, во время испытаний на растяжение, изгибы, кручение, когда использование аппаратуры для измерения обратного рассеяния не может быть применено из-за ограничений разрешающей способности длины волокна.
Если испытываемое волокно имеет достаточную длину, применяются методы, основанные на использовании аппаратуры для измерения обратного рассеяния (методы С1С и С10В настоящего стандарта).
Обнаружение разрывов может быть необходимо:
а) в испытываемом образце перед механическим воздействием;
б) в волокне после механического воздействия.
При испытании не проводится измерение, а только обнаруживается целостность или разрыв. Это необходимо, когда короткие длины волокна подвергаются механическому воздействию, например, во время испытаний на растяжение, изгибы, кручение, когда использование аппаратуры для измерения обратного рассеяния не может быть применено из-за ограничений разрешающей способности длины волокна.
Если испытываемое волокно имеет достаточную длину, применяются методы, основанные на использовании аппаратуры для измерения обратного рассеяния (методы С1С и С10В настоящего стандарта).
Обнаружение разрывов может быть необходимо:
а) в испытываемом образце перед механическим воздействием;
б) в волокне после механического воздействия.
41.3. Устройство для проведения измерений
41.3.1. Общие сведения
Устройство состоит из отдельных передающих и приемного блоков. Передающее устройство состоит из источника света, работающего от регулируемого стабилизированного источника постоянного тока.
Приемное устройство включает в себя оптоэлектронный детектор, стабилизированный усилитель и измеритель уровня принимаемой мощности. Возможно применение приемного устройства с электронной схемой, которая включает индикаторную лампу, если передаваемая энергия ниже установленного уровня.
На черт.23 представлена типичная схема для проведения испытаний. Для ускорения испытаний передающее и приемочное устройства могут быть независимыми друг от друга.
Типичная схема для проведения испытаний по передаче или излучению мощности
Устройство состоит из отдельных передающих и приемного блоков. Передающее устройство состоит из источника света, работающего от регулируемого стабилизированного источника постоянного тока.
Приемное устройство включает в себя оптоэлектронный детектор, стабилизированный усилитель и измеритель уровня принимаемой мощности. Возможно применение приемного устройства с электронной схемой, которая включает индикаторную лампу, если передаваемая энергия ниже установленного уровня.
На черт.23 представлена типичная схема для проведения испытаний. Для ускорения испытаний передающее и приемочное устройства могут быть независимыми друг от друга.
Типичная схема для проведения испытаний по передаче или излучению мощности
Типичная схема для проведения испытаний по передаче или излучению
мощности
мощности
 | |
| 250 × 168 пикс. Открыть в новом окне | |
1 - стабилизированный источник постоянного тока; 2 - лампа или светодиод;
3 - возбуждающее волокно; 4 - приспособление для установки волокна;
5 а) контрольное волокно, б) испытуемое волокно; 6 - приспособление для
установки волокна (при необходимости); 7 - PIN-фотодиодный детектор;
8 - прибор для регулирования чувствительности; 9 - пороговый детектор;
10 - индикатор; 11 - измеритель мощности
Черт.23
3 - возбуждающее волокно; 4 - приспособление для установки волокна;
5 а) контрольное волокно, б) испытуемое волокно; 6 - приспособление для
установки волокна (при необходимости); 7 - PIN-фотодиодный детектор;
8 - прибор для регулирования чувствительности; 9 - пороговый детектор;
10 - индикатор; 11 - измеритель мощности
Черт.23