1 - источник света; 2 - устройство для возбуждения волокна;
3 - фильтр оболочечных мод; 4 - волокно; 5 - детектор
Черт.30
3 - фильтр оболочечных мод; 4 - волокно; 5 - детектор
Черт.30
43.5. Результаты
Строится график полной интенсивности излучения. В многомодовых оптических волокнах числовая апертура (=
) вычисляется по углу
, соответствующему 5%-му уровню значений интенсивности излучения от максимального (черт.30).
Строится график полной интенсивности излучения. В многомодовых оптических волокнах числовая апертура (=
) вычисляется по углу , соответствующему 5%-му уровню значений интенсивности излучения от максимального (черт.30).44. МЕТОД С7. ДЛИНА ВОЛНЫ ОТСЕЧКИ
44.1. Назначение
Измерение длины волны отсечки в одномодовых оптических волокнах.
Эта длина волны является предельной, выше которой мода второго порядка
уже не распространяется.
Примечания:
1. Измеренное значение, в общем, зависит от длины образца. Длину волны отсечки измеряют на образце длиной 2 м.
2. Испытуемый образец изгибают в виде одной петли радиусом 140 мм.
44.2. Описание методов
Используют два метода измерений:
а) Метод С7А. Метод передаваемой мощности
Метод основан на изменении передаваемой мощности в зависимости от длины волны. Сигнал передается при определенных условиях по волокну небольшой длины, а его мощность сравнивается с контрольной передаваемой мощностью. Эту контрольную передаваемую мощность получают двумя способами:
1) путем использования испытуемого волокна, согнутого кольцом, радиус которого менее 140 мм или
2) путем использования многомодового волокна длиной от 1 до 2 м.
б) Метод С7В. Зависимость диаметра модового пятна от длины волны
Метод основан на изменении диаметра модового пятна в зависимости от длины волны, посредством чего определяют длину волны отсечки.
Для определения диаметра модового пятна используют известные методы, позволяющие изменять длину волны источника света.
Длину волны отсечки
определяют по графику диаметра модового пятна в зависимости от длины волны.
В одномодовой области (т.е. при распространении на большей длине волны) диаметр модового пятна основной моды уменьшается почти в линейной зависимости с уменьшением длины волны. По мере приближения к длине волны отсечки влияние моды второго порядка вызывает значительно большее изменение диаметра модового пятна, чем это характерно для одномодовой области.
Измерение длины волны отсечки в одномодовых оптических волокнах.
Эта длина волны является предельной, выше которой мода второго порядка
уже не распространяется.Примечания:
1. Измеренное значение, в общем, зависит от длины образца. Длину волны отсечки измеряют на образце длиной 2 м.
2. Испытуемый образец изгибают в виде одной петли радиусом 140 мм.
44.2. Описание методов
Используют два метода измерений:
а) Метод С7А. Метод передаваемой мощности
Метод основан на изменении передаваемой мощности в зависимости от длины волны. Сигнал передается при определенных условиях по волокну небольшой длины, а его мощность сравнивается с контрольной передаваемой мощностью. Эту контрольную передаваемую мощность получают двумя способами:
1) путем использования испытуемого волокна, согнутого кольцом, радиус которого менее 140 мм или
2) путем использования многомодового волокна длиной от 1 до 2 м.
б) Метод С7В. Зависимость диаметра модового пятна от длины волны
Метод основан на изменении диаметра модового пятна в зависимости от длины волны, посредством чего определяют длину волны отсечки.
Для определения диаметра модового пятна используют известные методы, позволяющие изменять длину волны источника света.
Длину волны отсечки
определяют по графику диаметра модового пятна в зависимости от длины волны.В одномодовой области (т.е. при распространении на большей длине волны) диаметр модового пятна основной моды уменьшается почти в линейной зависимости с уменьшением длины волны. По мере приближения к длине волны отсечки влияние моды второго порядка вызывает значительно большее изменение диаметра модового пятна, чем это характерно для одномодовой области.
44.3. Метод С7А. Метод передаваемой мощности
44.3.1. Оборудование
а) Источник света
Следует использовать источник света, ширина спектральной линии которого (полная ширина спектра на уровне половины амплитуды) составляет 10 нм. Источник должен обеспечивать стабильность интенсивности излучения и постоянство длины волны в течение всего измерения.
б) Модуляция
Обычно проводится модуляция источника света в целях улучшения отношения сигнал/шум на приемнике. Если это применяется, то детектор должен быть сблокирован с системой обработки импульсов, которая должна быть синхронизирована по частоте модуляции с источником света.
Детекторная система должна быть достаточно линейной.
в) Условия возбуждения
Условия возбуждения должны обеспечивать возбуждение мод
и . Такими условиями возбуждения могут, например, являться:
1) подсоединение многомодового волокна или
2) возбуждение с помощью соответствующей оптической системы.
г) Фильтр оболочечных мод
Фильтром оболочечных мод является устройство, способствующее преобразованию оболочечных мод в моды высвечивания; в результате чего оболочечные моды удаляются из волокна. Следует обращать внимание на то, чтобы не повлиять на распространение моды .
д) Оптический детектор
Для улавливания всей энергии на выходе из волокна следует использовать соответствующий детектор. Его спектральные характеристики должны быть совместными со спектральными характеристиками источника. Детектор должен быть однородным и должен иметь линейные характеристики.
44.3.2. Проведение испытания
а) Передача по испытуемому образцу
Образец волокна длиной 2 м помещают в испытательное оборудование и сгибают в виде свободной петли с постоянным радиусом 140 мм. Не следует сгибать образец радиусом менее 140 мм или помещать образец в зажимы, т.к. это может вызвать снижение длины волны отсечки.
Выходную мощность
регистрируют на каждой длине волны в диапазоне, охватывающем предполагаемую длину волны отсечки.
б) Передача по контрольному образцу
Можно применять метод 1) или 2).
1) Используя испытуемый образец и поддерживая фиксированные условия возбуждения, измеряют мощность на выходе
в том же диапазоне длин волн. Образец должен быть согнут в виде минимум одной петли достаточно небольшого диаметра для обеспечения фильтрации моды . Рекомендуемый радиус петли - 30 мм.
2)
измеряют на небольшом отрезке (1-2 м) многомодового волокна в том же диапазоне длин волн.
в) Расчеты
Отношение передаваемой мощности к или к рассчитывают следующим образом:
(дБ),
а) Источник света
Следует использовать источник света, ширина спектральной линии которого (полная ширина спектра на уровне половины амплитуды) составляет 10 нм. Источник должен обеспечивать стабильность интенсивности излучения и постоянство длины волны в течение всего измерения.
б) Модуляция
Обычно проводится модуляция источника света в целях улучшения отношения сигнал/шум на приемнике. Если это применяется, то детектор должен быть сблокирован с системой обработки импульсов, которая должна быть синхронизирована по частоте модуляции с источником света.
Детекторная система должна быть достаточно линейной.
в) Условия возбуждения
Условия возбуждения должны обеспечивать возбуждение мод
и . Такими условиями возбуждения могут, например, являться:1) подсоединение многомодового волокна или
2) возбуждение с помощью соответствующей оптической системы.
г) Фильтр оболочечных мод
Фильтром оболочечных мод является устройство, способствующее преобразованию оболочечных мод в моды высвечивания; в результате чего оболочечные моды удаляются из волокна. Следует обращать внимание на то, чтобы не повлиять на распространение моды
.д) Оптический детектор
Для улавливания всей энергии на выходе из волокна следует использовать соответствующий детектор. Его спектральные характеристики должны быть совместными со спектральными характеристиками источника. Детектор должен быть однородным и должен иметь линейные характеристики.
44.3.2. Проведение испытания
а) Передача по испытуемому образцу
Образец волокна длиной 2 м помещают в испытательное оборудование и сгибают в виде свободной петли с постоянным радиусом 140 мм. Не следует сгибать образец радиусом менее 140 мм или помещать образец в зажимы, т.к. это может вызвать снижение длины волны отсечки.
Выходную мощность
регистрируют на каждой длине волны в диапазоне, охватывающем предполагаемую длину волны отсечки.б) Передача по контрольному образцу
Можно применять метод 1) или 2).
1) Используя испытуемый образец и поддерживая фиксированные условия возбуждения, измеряют мощность на выходе
в том же диапазоне длин волн. Образец должен быть согнут в виде минимум одной петли достаточно небольшого диаметра для обеспечения фильтрации моды . Рекомендуемый радиус петли - 30 мм.2)
измеряют на небольшом отрезке (1-2 м) многомодового волокна в том же диапазоне длин волн.в) Расчеты
Отношение передаваемой мощности
к или к рассчитывают следующим образом: (дБ), где 
= 2 и = 3 для методов 1) и 2) соответственно.
г) Определение длины волны отсечки
Если используется метод 1), то длиной волны отсечки является максимальная длина волны, при которой
= 0,1 дБ (см. черт.31).
Типичный график длины волны отсечки с использованием в качестве эталона одномодового волокна
= 2 и = 3 для методов 1) и 2) соответственно.г) Определение длины волны отсечки
Если используется метод 1), то длиной волны отсечки является максимальная длина волны, при которой
= 0,1 дБ (см. черт.31).Типичный график длины волны отсечки с использованием в качестве эталона одномодового волокна
 | |
| 210 × 123 пикс. Открыть в новом окне | |
Черт.31
Если используется метод 2), то длину волны отсечки определяют при пересечении кривой с прямой линией (1), проведенной параллельно прямой (2) и выше ее на 0,1 дБ (см. черт.32).
Типичный график длины волны отсечки (в качестве опорного используется многомодовое волокно)
с прямой линией (1), проведенной параллельно прямой (2) и выше ее на 0,1 дБ (см. черт.32).Типичный график длины волны отсечки (в качестве опорного используется многомодовое волокно)
Типичный график длины волны отсечки (в качестве
опорного используется многомодовое волокно)
опорного используется многомодовое волокно)
 | |
| 207 × 134 пикс. Открыть в новом окне | |
Черт.32
д) Определение коэффициента затухания моды
Одномодовое волокно длиной около 2 м методом обрыва укорачивают до длины около 0,5 м, сохраняя при этом условия возбуждения. Затем измеряют мощность на выходе
в том же диапазоне длин волн. Не следует подвергать волокно изгибам радиусом менее 140 мм. Коэффициент затухания линейной моды определяют по формуле
, (дБ/м),
Одномодовое волокно длиной около 2 м методом обрыва укорачивают до длины около 0,5 м, сохраняя при этом условия возбуждения. Затем измеряют мощность на выходе
в том же диапазоне длин волн. Не следует подвергать волокно изгибам радиусом менее 140 мм. Коэффициент затухания линейной моды определяют по формуле , (дБ/м), где 
- длина окружности петли номинальным радиусом 140 мм, м.
44.3.3. Результаты
В документации фиксируют следующие данные:
применяемое испытательное оборудование;
условия возбуждения;
тип контрольного образца;
температуру образца и условия окружающей среды (при необходимости);
показатели волокна;
диапазон длин волн, в котором выполнялись измерения;
длина волны отсечки и график (при необходимости);
значение
(при необходимости) для установленной длины волны либо график этой величины.
- длина окружности петли номинальным радиусом 140 мм, м.44.3.3. Результаты
В документации фиксируют следующие данные:
применяемое испытательное оборудование;
условия возбуждения;
тип контрольного образца;
температуру образца и условия окружающей среды (при необходимости);
показатели волокна;
диапазон длин волн, в котором выполнялись измерения;
длина волны отсечки и график
(при необходимости);значение
(при необходимости) для установленной длины волны либо график этой величины.44.4. Метод С7В. Зависимость диаметра модового пятна от длины волны
44.4.1. Оборудование
Испытательное оборудование применяют то же, что и для измерения диаметра модового пятна по методам С9А или С9В, но с необходимой корректировкой, обеспечивающей изменение длины волны в требуемом диапазоне.
Если используют метод проходящих полей, то в качестве образца берут отрезок волокна длиной 2 м и скручивают его в виде петли радиусом 140 мм. Если используют метод поперечного сдвига, то с каждой из сторон места соединения (муфты) должен располагаться отрезок волокна длиной 2 м.
Затем каждый из двухметровых отрезков волокна сворачивают в виде петли радиусом 140 мм.
Независимо от используемого метода следует предотвратить распространение оболочечных мод, не оказывая влияния на распространение мод более высокого порядка.
44.4.2. Проведение измерений
Диаметр модового пятна измеряют при различной длине волны в требуемом диапазоне длин волн.
Вычерчивают график зависимости диаметра модового пятна от длины волны и выполняют линейную экстраполяцию, как показано на черт.33.
Типичный пример измерения диаметра модового пятна в зависимости от длины волны, выполненного по методу поперечного сдвига
Испытательное оборудование применяют то же, что и для измерения диаметра модового пятна по методам С9А или С9В, но с необходимой корректировкой, обеспечивающей изменение длины волны в требуемом диапазоне.
Если используют метод проходящих полей, то в качестве образца берут отрезок волокна длиной 2 м и скручивают его в виде петли радиусом 140 мм. Если используют метод поперечного сдвига, то с каждой из сторон места соединения (муфты) должен располагаться отрезок волокна длиной 2 м.
Затем каждый из двухметровых отрезков волокна сворачивают в виде петли радиусом 140 мм.
Независимо от используемого метода следует предотвратить распространение оболочечных мод, не оказывая влияния на распространение мод более высокого порядка.
44.4.2. Проведение измерений
Диаметр модового пятна измеряют при различной длине волны в требуемом диапазоне длин волн.
Вычерчивают график зависимости диаметра модового пятна от длины волны и выполняют линейную экстраполяцию, как показано на черт.33.
Типичный пример измерения диаметра модового пятна в зависимости от длины волны, выполненного по методу поперечного сдвига
Типичный пример измерения диаметра модового пятна
в зависимости от длины волны, выполненного по методу
поперечного сдвига
в зависимости от длины волны, выполненного по методу
поперечного сдвига
 | |
| 185 × 131 пикс. Открыть в новом окне | |
1 - диаметр модового пятна; 2 - длина волны.
Черт.33
Черт.33
Длину волны отсечки определяют в месте пересечения линий экстраполяции.
44.4.3. Результаты
В документации фиксируют следующие данные:
применяемое испытательное оборудование и метод измерения диаметра модового пятна;
показатели волокна;
график зависимости диаметра модового пятна от длины волны;
длину волны отсечки;
точность и повторяемость результатов;
температуру образца и условия окружающей среды (при необходимости).
44.4.3. Результаты
В документации фиксируют следующие данные:
применяемое испытательное оборудование и метод измерения диаметра модового пятна;
показатели волокна;
график зависимости диаметра модового пятна от длины волны;
длину волны отсечки;
точность и повторяемость результатов;
температуру образца и условия окружающей среды (при необходимости).
45. МЕТОД С8. МОДОВАЯ ДИСПЕРСИЯ
Для рассмотрения в будущем.
46. МЕТОД С9. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИАМЕТРА МОДОВОГО ПЯТНА
Применяются два метода измерения диаметра модового пятна одномодовых оптических волокон.
а) Метод С9А. Метод поперечного сдвига
Метод используется для измерения оптической мощности, передаваемой от одного отрезка волокна через место соединения с изменяемым сдвигом в другой отрезок волокна. Эта мощность является функцией относительного поперечного сдвига при определении диаметра модового пятна.
б) Метод С9В. Метод проходящих полей
Метод используется для измерения параметров ближнего и дальнего полей одномодовых оптических волокон. Он позволяет определить диаметр модового пятна, некруглость, неконцентричность и диаметр светоотражающей оболочки.
а) Метод С9А. Метод поперечного сдвига
Метод используется для измерения оптической мощности, передаваемой от одного отрезка волокна через место соединения с изменяемым сдвигом в другой отрезок волокна. Эта мощность является функцией относительного поперечного сдвига при определении диаметра модового пятна.
б) Метод С9В. Метод проходящих полей
Метод используется для измерения параметров ближнего и дальнего полей одномодовых оптических волокон. Он позволяет определить диаметр модового пятна, некруглость, неконцентричность и диаметр светоотражающей оболочки.
46.1. Метод С9А. Метод поперечного сдвига
46.1.1. Оборудование
Принципиальная схема расположения испытательного оборудования приведена на черт.34.
Схема расположения оборудования
Принципиальная схема расположения испытательного оборудования приведена на черт.34.
Схема расположения оборудования
 | |
| 295 × 68 пикс. Открыть в новом окне | |
1 - источник света; 2 - система возбуждения; 3 - фильтр мод;
4 - фильтр оболочечных мод; 5 - соединитель; 6 - испытуемое одномодовое
волокно; 7 - фильтр мод; 8 - фильтр оболочечных мод; 9 - детектор
Черт.34
4 - фильтр оболочечных мод; 5 - соединитель; 6 - испытуемое одномодовое
волокно; 7 - фильтр мод; 8 - фильтр оболочечных мод; 9 - детектор
Черт.34
46.1.2. Источник света
Используют источник света с шириной спектра излучения не более 10 нм (полная ширина на уровне половины интенсивности излучения). Источник должен обеспечивать постоянство интенсивности излучения и неизменность длины волны в течение всего измерения.
46.1.3. Модуляция
Для улучшения отношения сигнал/шум на приемнике обычно модулируют источник света. В этом случае оптический детектор подсоединяют к системе обработки сигнала, синхронизированной с частотой модуляции источника. Детекторная система должна быть достаточно линейной.
46.1.4. Условия возбуждения
Должно обеспечиваться возбуждение основной моды. Условия возбуждения могут быть следующими:
а) соединение с волокном;
б) возбуждение с помощью соответствующей оптической системы.
Необходимо обеспечить, чтобы моды более высокого порядка не распространялись на длине опорного отрезка волокна. Может возникнуть необходимость изогнуть волокно для того, чтобы удалить моды более высокого порядка.
46.1.5. Оборудование
а) Фильтры оболочечных мод
Необходимо принять соответствующие меры, предотвращающие распространение оболочечных мод.
б) Соединитель
Конструкция соединителя должна позволять проводить юстировку относительного смещения осей волокон по методу, описанному в п.46.1.8.
в) Оптический детектор
Оптический детектор должен регистрировать все излучение на выходе. Он должен иметь линейные характеристики.
46.1.6. Подготовка испытываемого образца
Общая длина испытываемого образца должна быть около 2 м. Этот отрезок волокна разрезают на две равные части. Торцы волокон, устанавливаемых в соединитель, должны быть достаточно чистыми, ровными и перпендикулярными к оси волокна.
Примечание. Неперпендикулярность торцов к оси волокна для обоих волокон не должна быть более 1°.
46.1.7. Условия сращивания
Оси сращиваемых волокон должны быть достаточно параллельными. Зазор между торцами волокон должен составлять менее 5 мкм. Пространство между торцами волокон заполняют иммерсионной жидкостью.
46.1.8. Проведение испытаний
Волокно устанавливают в измерительное оборудование. Концы волокон устанавливают в плоскости, перпендикулярной к осям волокон, таким образом, чтобы мощность, передаваемая в месте соединения, была максимальной. Затем одно из волокон перемещают в поперечном направлении и измеряют мощность в зависимости от расстояния смещения.
Диаметром модового пятна является расстояние между двумя точками, в которых измеренная мощность составляет 1/
максимальной мощности.
Примечание. Если для измерения длины волны отсечки используют метод С7, то в него вносят следующие изменения:
а) удаляют фильтры мод;
б) образец общей длиной 4 м разрезают на две приблизительно равные части.
46.1.9. Результаты
В документации фиксируют следующие данные:
применяемое испытательное оборудование;
показатели волокна;
центральную длину волны источника света;
условия окружающей среды и температуру (при необходимости);
диаметр модового пятна.
Используют источник света с шириной спектра излучения не более 10 нм (полная ширина на уровне половины интенсивности излучения). Источник должен обеспечивать постоянство интенсивности излучения и неизменность длины волны в течение всего измерения.
46.1.3. Модуляция
Для улучшения отношения сигнал/шум на приемнике обычно модулируют источник света. В этом случае оптический детектор подсоединяют к системе обработки сигнала, синхронизированной с частотой модуляции источника. Детекторная система должна быть достаточно линейной.
46.1.4. Условия возбуждения
Должно обеспечиваться возбуждение основной моды. Условия возбуждения могут быть следующими:
а) соединение с волокном;
б) возбуждение с помощью соответствующей оптической системы.
Необходимо обеспечить, чтобы моды более высокого порядка не распространялись на длине опорного отрезка волокна. Может возникнуть необходимость изогнуть волокно для того, чтобы удалить моды более высокого порядка.
46.1.5. Оборудование
а) Фильтры оболочечных мод
Необходимо принять соответствующие меры, предотвращающие распространение оболочечных мод.
б) Соединитель
Конструкция соединителя должна позволять проводить юстировку относительного смещения осей волокон по методу, описанному в п.46.1.8.
в) Оптический детектор
Оптический детектор должен регистрировать все излучение на выходе. Он должен иметь линейные характеристики.
46.1.6. Подготовка испытываемого образца
Общая длина испытываемого образца должна быть около 2 м. Этот отрезок волокна разрезают на две равные части. Торцы волокон, устанавливаемых в соединитель, должны быть достаточно чистыми, ровными и перпендикулярными к оси волокна.
Примечание. Неперпендикулярность торцов к оси волокна для обоих волокон не должна быть более 1°.
46.1.7. Условия сращивания
Оси сращиваемых волокон должны быть достаточно параллельными. Зазор между торцами волокон должен составлять менее 5 мкм. Пространство между торцами волокон заполняют иммерсионной жидкостью.
46.1.8. Проведение испытаний
Волокно устанавливают в измерительное оборудование. Концы волокон устанавливают в плоскости, перпендикулярной к осям волокон, таким образом, чтобы мощность, передаваемая в месте соединения, была максимальной. Затем одно из волокон перемещают в поперечном направлении и измеряют мощность в зависимости от расстояния смещения.
Диаметром модового пятна является расстояние между двумя точками, в которых измеренная мощность составляет 1/
максимальной мощности.Примечание. Если для измерения длины волны отсечки используют метод С7, то в него вносят следующие изменения:
а) удаляют фильтры мод;
б) образец общей длиной 4 м разрезают на две приблизительно равные части.
46.1.9. Результаты
В документации фиксируют следующие данные:
применяемое испытательное оборудование;
показатели волокна;
центральную длину волны источника света;
условия окружающей среды и температуру (при необходимости);
диаметр модового пятна.
46.2. Метод С9В. Метод проходящих полей
46.2.1. Оборудование
Монтажная схема приведена на черт.35.
Схема расположения оборудования
Монтажная схема приведена на черт.35.
Схема расположения оборудования
 | |
| 355 × 41 пикс. Открыть в новом окне | |
1 - источник; 2 - оптика для возбуждения волокна; 3 - фильтр
оболочечных мод; 4 - фильтр мод; 5 - волокно; 6 - увеличительная
оптика; 7 - детектор; 8 - усилитель; 9 - регистратор данных
Черт.35
оболочечных мод; 4 - фильтр мод; 5 - волокно; 6 - увеличительная
оптика; 7 - детектор; 8 - усилитель; 9 - регистратор данных
Черт.35
При измерении ближнего поля в плоскости детектора отображается дальний конец волокна в увеличенном виде. Увеличительные приборы, используемые при этом, снимают после завершения измерения дальнего поля.
46.2.2. Источник света
Источник света должен обеспечивать стабильность интенсивности излучения и неизменность длины волны в процессе измерения. При необходимости для подсветки светоотражающей оболочки можно использовать второй источник света. Спектральные характеристики второго источника света не должны вызывать "размытость" изображения.
46.2.3. Условия возбуждения
Следует использовать такие условия возбуждения, которые соответствуют измеряемому параметру.
46.2.4. Фильтр мод
При измерении некоторых параметров необходимо обеспечить работу системы в одномодовом режиме. В этом случае для удаления моды волокно сгибают.
46.2.5. Фильтр оболочечных мод
Для измерения характеристик модового пятна следует использовать соответствующий фильтр оболочечных мод.
46.2.6. Образец
В качестве образца используют небольшой отрезок (от нескольких сантиметров до нескольких метров) волокна. С участка волокна, вводимого в фильтр оболочечных мод, удаляют первичное покрытие. Концы волокна должны быть чистыми, гладкими и перпендикулярными к оси волокна.
46.2.7. Увеличительные оптические приборы
Увеличительная оптика должна иметь оптическую систему (например, объектив), увеличивающую ближнее поле, фокусируя его на плоскость сканирующего детектора. Числовая апертура, а следовательно, и разрешающая способность оптики должны быть совместимы с требуемой точностью измерений и не должны быть ниже 0,3.
Степень увеличения должна быть совместима с пространственным разрешением.
46.2.8. Детектор
Используют детектор, регистрирующий интенсивность в каждой точке поля. Допускается использование следующих приборов:
а) сканирующий фотодетектор с точечной апертурой;
б) сканирующее зеркало с точечной апертурой и фотодетектором;
в) сканирующий видикон, устройства с зарядовой связью или другие устройства, позволяющие определять форму или интенсивность сигнала;
г) фиксированный детектор с переменной апертурой;
д) фиксированный детектор, в котором поле сканируется при вращении волокна.
Детектор должен иметь линейные характеристики в требуемом диапазоне интенсивности.
46.2.9. Усилитель
Для увеличения уровня сигнала используют усилитель. Ширину полосы усилителя выбирают в соответствии с используемым типом сканирования.
При сканировании дальнего конца волокна с помощью механической или оптической системы следует модулировать оптический источник. Для этого усилитель синхронизируют с частотой модуляции источника.
46.2.10. Сбор данных
Распределение интенсивности регистрируют, обрабатывают и отображают в удобной форме в соответствии с методом сканирования и требованиями документации.
46.2.11. Подготовка к измерениям
Для калибрования оборудования определяют степень увеличения увеличительного прибора (при его использовании) предварительным сканированием отрезка волокна с известными размерами. Степень увеличения определяют с достаточной точностью и регистрируют.
46.2.12. Измерения
Возбуждаемый конец волокна совмещают с пучком света; дальний конец волокна совмещают с оптической осью увеличительного прибора (при его использовании).
Для измерения ближнего поля сфокусированное изображение на дальнем конце волокна сканируется детектором в соответствии с требованиями документации. Фокусировку выполняют с максимальной точностью для уменьшения погрешностей, возникающих при сканировании "размытого" изображения.
Допускается использовать следующие методы:
а) ближнее поле сердцевины или оболочки увеличивают с помощью оптического прибора и фокусируют на плоскость детектора, затем определяют требуемые геометрические параметры;
б) измеряют поле сердцевины на дальнем конце волокна, после чего определяют геометрические параметры путем использования соответствующих математических преобразований в применении к ближнему полю.
46.2.13. Результаты измерений
В документации фиксируют следующие данные:
применяемое оборудование и используемый метод сканирования;
условия возбуждения;
длина волны и спектральная ширина полосы на полувысоте;
показатели и длина волокна;
тип фильтра оболочечных мод и фильтра мод (при его использовании);
степень увеличения;
тип и размеры сканирующего детектора;
температура образца и условия окружающей среды (при необходимости);
точность и повторяемость результатов;
полученные геометрические параметры: диаметр модового пятна и светоотражающей оболочки, некруглость, неконцентричность и т.д.
46.2.2. Источник света
Источник света должен обеспечивать стабильность интенсивности излучения и неизменность длины волны в процессе измерения. При необходимости для подсветки светоотражающей оболочки можно использовать второй источник света. Спектральные характеристики второго источника света не должны вызывать "размытость" изображения.
46.2.3. Условия возбуждения
Следует использовать такие условия возбуждения, которые соответствуют измеряемому параметру.
46.2.4. Фильтр мод
При измерении некоторых параметров необходимо обеспечить работу системы в одномодовом режиме. В этом случае для удаления моды
волокно сгибают.46.2.5. Фильтр оболочечных мод
Для измерения характеристик модового пятна следует использовать соответствующий фильтр оболочечных мод.
46.2.6. Образец
В качестве образца используют небольшой отрезок (от нескольких сантиметров до нескольких метров) волокна. С участка волокна, вводимого в фильтр оболочечных мод, удаляют первичное покрытие. Концы волокна должны быть чистыми, гладкими и перпендикулярными к оси волокна.
46.2.7. Увеличительные оптические приборы
Увеличительная оптика должна иметь оптическую систему (например, объектив), увеличивающую ближнее поле, фокусируя его на плоскость сканирующего детектора. Числовая апертура, а следовательно, и разрешающая способность оптики должны быть совместимы с требуемой точностью измерений и не должны быть ниже 0,3.
Степень увеличения должна быть совместима с пространственным разрешением.
46.2.8. Детектор
Используют детектор, регистрирующий интенсивность в каждой точке поля. Допускается использование следующих приборов:
а) сканирующий фотодетектор с точечной апертурой;
б) сканирующее зеркало с точечной апертурой и фотодетектором;
в) сканирующий видикон, устройства с зарядовой связью или другие устройства, позволяющие определять форму или интенсивность сигнала;
г) фиксированный детектор с переменной апертурой;
д) фиксированный детектор, в котором поле сканируется при вращении волокна.
Детектор должен иметь линейные характеристики в требуемом диапазоне интенсивности.
46.2.9. Усилитель
Для увеличения уровня сигнала используют усилитель. Ширину полосы усилителя выбирают в соответствии с используемым типом сканирования.
При сканировании дальнего конца волокна с помощью механической или оптической системы следует модулировать оптический источник. Для этого усилитель синхронизируют с частотой модуляции источника.
46.2.10. Сбор данных
Распределение интенсивности регистрируют, обрабатывают и отображают в удобной форме в соответствии с методом сканирования и требованиями документации.
46.2.11. Подготовка к измерениям
Для калибрования оборудования определяют степень увеличения увеличительного прибора (при его использовании) предварительным сканированием отрезка волокна с известными размерами. Степень увеличения определяют с достаточной точностью и регистрируют.
46.2.12. Измерения
Возбуждаемый конец волокна совмещают с пучком света; дальний конец волокна совмещают с оптической осью увеличительного прибора (при его использовании).
Для измерения ближнего поля сфокусированное изображение на дальнем конце волокна сканируется детектором в соответствии с требованиями документации. Фокусировку выполняют с максимальной точностью для уменьшения погрешностей, возникающих при сканировании "размытого" изображения.
Допускается использовать следующие методы:
а) ближнее поле сердцевины или оболочки увеличивают с помощью оптического прибора и фокусируют на плоскость детектора, затем определяют требуемые геометрические параметры;
б) измеряют поле сердцевины на дальнем конце волокна, после чего определяют геометрические параметры путем использования соответствующих математических преобразований в применении к ближнему полю.
46.2.13. Результаты измерений
В документации фиксируют следующие данные:
применяемое оборудование и используемый метод сканирования;
условия возбуждения;
длина волны и спектральная ширина полосы на полувысоте;
показатели и длина волокна;
тип фильтра оболочечных мод и фильтра мод (при его использовании);
степень увеличения;
тип и размеры сканирующего детектора;
температура образца и условия окружающей среды (при необходимости);
точность и повторяемость результатов;
полученные геометрические параметры: диаметр модового пятна и светоотражающей оболочки, некруглость, неконцентричность и т.д.
47. МЕТОД С10. ИЗМЕНЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ПЕРЕДАЧИ
Используют два метода контроля и измерения коэффициента передачи:
а) метод С10А. Контроль передаваемой мощности;
б) метод С10В. Контроль обратного рассеяния.
а) метод С10А. Контроль передаваемой мощности;
б) метод С10В. Контроль обратного рассеяния.
47.1. Метод С10А. Контроль передаваемой мощности
47.1.1. Назначение
Испытание проводят для контроля и измерения изменений оптической передачи в оптических волокнах и кабелях, происходящих при проведении механических или климатических испытаний.
47.1.2. Подготовка образцов
Испытываемый образец подготавливают в соответствии с методикой проведения механических, климатических и других испытаний. Минимальная длина волокна должна быть такой, чтобы изменения затухания регистрировались испытательным оборудованием (т.е. находились в пределах его чувствительности).
47.1.3. Оборудование
47.1.3.1. Общие сведения
Испытательная установка должна обеспечивать мониторинг передачи сигналов с высокой разрешающей способностью и хорошей стабильностью при изменении температуры и в течение времени, установленных в технических условиях на изделие.
На черт.36а приведена типовая испытательная установка, используемая для проведения механических или климатических испытаний в лабораторных или заводских условиях. Испытание позволяет определить изменение оптической передачи путем сравнения с показателями, полученными на контрольном образце. Изменение оптической передачи корректируется для всех изменений, которые могут произойти в оптическом источнике. Места сращивания должны иметь стабильные характеристики.
Схема установки для проведения испытаний с использованием опорного образца
Испытание проводят для контроля и измерения изменений оптической передачи в оптических волокнах и кабелях, происходящих при проведении механических или климатических испытаний.
47.1.2. Подготовка образцов
Испытываемый образец подготавливают в соответствии с методикой проведения механических, климатических и других испытаний. Минимальная длина волокна должна быть такой, чтобы изменения затухания регистрировались испытательным оборудованием (т.е. находились в пределах его чувствительности).
47.1.3. Оборудование
47.1.3.1. Общие сведения
Испытательная установка должна обеспечивать мониторинг передачи сигналов с высокой разрешающей способностью и хорошей стабильностью при изменении температуры и в течение времени, установленных в технических условиях на изделие.
На черт.36а приведена типовая испытательная установка, используемая для проведения механических или климатических испытаний в лабораторных или заводских условиях. Испытание позволяет определить изменение оптической передачи путем сравнения с показателями, полученными на контрольном образце. Изменение оптической передачи корректируется для всех изменений, которые могут произойти в оптическом источнике. Места сращивания должны иметь стабильные характеристики.
Схема установки для проведения испытаний с использованием опорного образца
 | |
| 360 × 127 пикс. Открыть в новом окне | |
1 - оптический источник; 2 - оптический делитель; 3 - система возбуждения;
4 - среда, в которой проводятся испытания; 5 - испытываемый образец;
6 - опорный образец; 7 - детекторы; 8 - приемное и записывающее устройство
Черт.36а
4 - среда, в которой проводятся испытания; 5 - испытываемый образец;
6 - опорный образец; 7 - детекторы; 8 - приемное и записывающее устройство
Черт.36а
На черт.36б изображена типовая испытательная установка, используемая в полевых, лабораторных или заводских условиях, рассчитанная на проведение продолжительных испытаний и позволяющая стабилизировать оптический источник посредством обратной связи. Если стабильность оптического источника соответствует требуемой точности измерений, можно использовать метод вносимых потерь С1В.
Схема установки для проведения испытаний с использованием стабилизированного источника
Схема установки для проведения испытаний с использованием стабилизированного источника
 | |
| 315 × 91 пикс. Открыть в новом окне | |
1 - стабилизированный оптический источник; 2 - записывающее
устройство; 3 - система возбуждения; 4 - усилитель; 5 - среда,
в которой проводятся испытания; 6 - испытываемый образец;
7 - детектор
Черт.36б
устройство; 3 - система возбуждения; 4 - усилитель; 5 - среда,
в которой проводятся испытания; 6 - испытываемый образец;
7 - детектор
Черт.36б
47.1.3.2. Оптический источник
Используют источник, например, лазер или светоизлучающий диод, работающий на длине волны, совместимой с длиной волны испытываемого оптического волокна. Оптический источник обычно модулируют; могут быть использованы оптические фильтры для селекции длины волны.
47.1.3.3. Оптический делитель
Оптический делитель имеет коэффициент деления, который в процессе испытания остается неизменным. Коэффициент деления и стабильность температуры должны соответствовать указанным в документации. Могут использоваться устройства промышленного выпуска или специально изготовленные.
47.1.3.4. Оптический детектор
Оптический детектор должен иметь достаточную площадь для поглощения всей излучаемой мощности выходного конуса и должен быть достаточно линейным в диапазоне используемых оптических мощностей.
Оптический детектор должен иметь достаточно равномерную чувствительность в активной зоне в диапазоне угла падения на длине волны измерений, чтобы обеспечить возможность изменения положения или угла выходного конуса относительно детектора. Равномерность чувствительности должна обеспечиваться в пределах, определяемых механической конструкцией испытательного оборудования с тем, чтобы не оказывать заметного влияния на результаты испытаний.
Если используют не один детектор, а несколько, как показано на черт.36а, используют детекторы одного изготовителя и одной модели, и они должны иметь идентичную линейность.
47.1.4. Условия возбуждения
В зависимости от испытуемого параметра, в условиях, описанных в методах С1А и С1В (для многомодовых и одномодовых волокон), используют полное или ограниченное возбуждение. Фильтраторы оболочечных мод могут использоваться на концах испытываемого образца, со стороны источника и детектора, а также эталонного образца, если он используется.
47.1.5. Опорный образец
При использовании опорного образца он должен быть идентичным испытываемому образцу оптического волокна или кабеля и должен вводиться между оптическим делителем и детектором, как показано на черт.36а. Волокно может быть небольшой длины. Опорный образец должен находиться в неизменном состоянии в процессе всего испытания.
47.1.6. Проведение измерений
47.1.6.1. Измерение мощности
До начала проведения испытания необходимо измерить исходную оптическую мощность
испытываемого образца, а при измерении в соответствии с черт.36а - исходную оптическую выходную мощность 
опорного образца.
При проведении испытаний в соответствии с методами механических, климатических и других испытаний, измеряют последующие оптические выходные мощности
( 
= 1, 2, 3...) испытываемого образца, а при измерении в соответствии с черт.36а - последующие мощности 
опорного образца.
При этом могут измеряться не сами абсолютные значения мощности, а значения, пропорциональные абсолютной мощности. При измерении в соответствии с черт.36а коэффициент пропорциональности испытываемого и опорного образцов может быть различным. Коэффициенты пропорциональности остаются неизменными на протяжении всего испытания.
Используют источник, например, лазер или светоизлучающий диод, работающий на длине волны, совместимой с длиной волны испытываемого оптического волокна. Оптический источник обычно модулируют; могут быть использованы оптические фильтры для селекции длины волны.
47.1.3.3. Оптический делитель
Оптический делитель имеет коэффициент деления, который в процессе испытания остается неизменным. Коэффициент деления и стабильность температуры должны соответствовать указанным в документации. Могут использоваться устройства промышленного выпуска или специально изготовленные.
47.1.3.4. Оптический детектор
Оптический детектор должен иметь достаточную площадь для поглощения всей излучаемой мощности выходного конуса и должен быть достаточно линейным в диапазоне используемых оптических мощностей.
Оптический детектор должен иметь достаточно равномерную чувствительность в активной зоне в диапазоне угла падения на длине волны измерений, чтобы обеспечить возможность изменения положения или угла выходного конуса относительно детектора. Равномерность чувствительности должна обеспечиваться в пределах, определяемых механической конструкцией испытательного оборудования с тем, чтобы не оказывать заметного влияния на результаты испытаний.
Если используют не один детектор, а несколько, как показано на черт.36а, используют детекторы одного изготовителя и одной модели, и они должны иметь идентичную линейность.
47.1.4. Условия возбуждения
В зависимости от испытуемого параметра, в условиях, описанных в методах С1А и С1В (для многомодовых и одномодовых волокон), используют полное или ограниченное возбуждение. Фильтраторы оболочечных мод могут использоваться на концах испытываемого образца, со стороны источника и детектора, а также эталонного образца, если он используется.
47.1.5. Опорный образец
При использовании опорного образца он должен быть идентичным испытываемому образцу оптического волокна или кабеля и должен вводиться между оптическим делителем и детектором, как показано на черт.36а. Волокно может быть небольшой длины. Опорный образец должен находиться в неизменном состоянии в процессе всего испытания.
47.1.6. Проведение измерений
47.1.6.1. Измерение мощности
До начала проведения испытания необходимо измерить исходную оптическую мощность
испытываемого образца, а при измерении в соответствии с черт.36а - исходную оптическую выходную мощность опорного образца.При проведении испытаний в соответствии с методами механических, климатических и других испытаний, измеряют последующие оптические выходные мощности
( = 1, 2, 3...) испытываемого образца, а при измерении в соответствии с черт.36а - последующие мощности опорного образца.При этом могут измеряться не сами абсолютные значения мощности, а значения, пропорциональные абсолютной мощности. При измерении в соответствии с черт.36а коэффициент пропорциональности испытываемого и опорного образцов может быть различным. Коэффициенты пропорциональности остаются неизменными на протяжении всего испытания.
47.1.6.2. Расчеты
Изменение
оптической передачи рассчитывается следующим образом (в децибелах):
для черт.36а:
,
для черт.36б:
.
47.1.7. Результаты
Результаты могут быть выражены так же, как в методах С1А и С1В, включая следующие дополнительные результаты:
условия окружающей среды и применяемое измерительное оборудование;
изменения оптического коэффициента пропускания
, =1, 2, ..., обычно представленного в виде графика зависимости от испытательных параметров.
Изменение
оптической передачи рассчитывается следующим образом (в децибелах):для черт.36а:
,для черт.36б:
.47.1.7. Результаты
Результаты могут быть выражены так же, как в методах С1А и С1В, включая следующие дополнительные результаты:
условия окружающей среды и применяемое измерительное оборудование;
изменения оптического коэффициента пропускания
, =1, 2, ..., обычно представленного в виде графика зависимости от испытательных параметров.47.2. Метод С10В. Контроль обратного рассеяния
47.2.1. Назначение
Испытание используют для контроля и измерения изменений коэффициента оптического пропускания оптических волокон и кабеля, которые возникают при механических и климатических испытаниях.
Метод обеспечивает контроль изменения характеристик оптической неоднородности, физических дефектов и изменения крутизны характеристик затухания.
Метод можно использовать в том случае, если изменения коэффициента пропускания превышают погрешность воспроизводимости оборудования для определения обратного рассеяния.
47.2.2. Подготовка образца
Испытываемый образец подготавливают в соответствии с методикой проведения механических, климатических или других испытаний.
Минимальная длина волокна должна быть такой, чтобы нелинейности в начале и в конце волокна не оказывали существенного влияния на результаты.
47.2.3. Устройство для проведения испытания
Должно соответствовать применяемому в методе С1C "Метод обратного рассеяния".
47.2.4. Проведение испытаний
1) Испытываемое волокно устанавливают на одном уровне с устройством связи.
2) Мощность обратного рассеяния анализируется сигнальным процессором и регистрируется на логарифмической шкале.
3) На кривой выбирают две точки А и В, соответствующие началу и концу испытываемого волокна или кабеля.
4) При необходимости измерения выполняют с обоих концов. Определяют следующее значение затухания
, дБ:
,
Испытание используют для контроля и измерения изменений коэффициента оптического пропускания оптических волокон и кабеля, которые возникают при механических и климатических испытаниях.
Метод обеспечивает контроль изменения характеристик оптической неоднородности, физических дефектов и изменения крутизны характеристик затухания.
Метод можно использовать в том случае, если изменения коэффициента пропускания превышают погрешность воспроизводимости оборудования для определения обратного рассеяния.
47.2.2. Подготовка образца
Испытываемый образец подготавливают в соответствии с методикой проведения механических, климатических или других испытаний.
Минимальная длина волокна должна быть такой, чтобы нелинейности в начале и в конце волокна не оказывали существенного влияния на результаты.
47.2.3. Устройство для проведения испытания
Должно соответствовать применяемому в методе С1C "Метод обратного рассеяния".
47.2.4. Проведение испытаний
1) Испытываемое волокно устанавливают на одном уровне с устройством связи.
2) Мощность обратного рассеяния анализируется сигнальным процессором и регистрируется на логарифмической шкале.
3) На кривой выбирают две точки А и В, соответствующие началу и концу испытываемого волокна или кабеля.
4) При необходимости измерения выполняют с обоих концов. Определяют следующее значение затухания
, дБ: , где 
и 
- соответствующие уровни мощности, представленные на логарифмической шкале.
Вид кривых для сравнения записывают до, после и с интервалами в процессе проведения испытания.
47.2.5. Результаты
Для плавных кривых обратного рассеяния изменение затухания
может быть определено через различные интервалы кривой потерь как разность:
,
и - соответствующие уровни мощности, представленные на логарифмической шкале.Вид кривых для сравнения записывают до, после и с интервалами в процессе проведения испытания.
47.2.5. Результаты
Для плавных кривых обратного рассеяния изменение затухания
может быть определено через различные интервалы кривой потерь как разность:  | |
| 220 × 23 пикс. Открыть в новом окне | |
где 
- временной интервал.
В других случаях должна проводиться специальная обработка результатов.
Более подробно обработка результатов рассмотрена в п.34.6.
Максимальное значение для каждого типа неравномерности и максимальное отклонение согласовываются между изготовителем и потребителем.
- временной интервал.В других случаях должна проводиться специальная обработка результатов.
Более подробно обработка результатов рассмотрена в п.34.6.
Максимальное значение для каждого типа неравномерности и максимальное отклонение согласовываются между изготовителем и потребителем.