DIN 58141-2-2012 Measurement of fiber optic elements - Part 2 Determination of spectral transmittance of light guides Text in German and English《光纤元件的测量 第2部分 光导体光谱透射系数的测定 德文和英文文本》.pdf

1、September 2012DEUTSCHE NORM Normenausschuss Feinmechanik und Optik (NAFuO) im DINPreisgruppe 10DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 33.180.10!$Ee“1903466www.din.

2、deDDIN 58141-2Messung von faseroptischen Elementen Teil 2: Bestimmung des spektralen Transmissionsgrades vonLichtleitern;Text Deutsch und EnglischMeasurement of fiber optic elements Part 2: Determination of spectral transmittance of light guides;Text in German and EnglishMesurage dlments doptique de

3、 fibres Partie 2: Dtermination du degr de transmission spectrale de conducteurs de lumire;Texte en allemand et anglaisAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN 58141-2:1989-06www.beuth.deGesamtumfang 15 SeitenB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCDB7EF86D9NormCD - Sta

4、nd 2013-08 DIN 58141-2:2012-09 2 Inhalt Seite Vorwort . 4 1 Anwendungsbereich 6 2 Normative Verweisungen . 6 3 Kurzbeschreibung des Verfahrens . 6 4 Bezeichnung des Verfahrens 6 5 Messgerte und Hilfsmittel 8 5.1 Messanordnung 8 5.2 Bestrahlungssystem 8 5.3 Spektrale Zerlegung der Strahlung . 8 5.4 E

5、inkoppeloptik 8 5.5 Halterungen . 8 5.6 Empfngersystem . 10 6 Vorbehandlung der Probe 10 7 Durchfhrung der Messung . 10 7.1 Referenzmessung . 10 7.2 Messung mit Lichtleiter 10 8 Auswertung . 10 9 Messbericht . 12 Literaturhinweise . 14 B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCDB7EF86D9NormCD - Stand 201

6、3-08 DIN 58141-2:2012-09 3 Contents Page Foreword . 5 1 Scope 7 2 Normative references 7 3 Principle . 7 4 Designation of procedure . 7 5 Measuring devices and auxiliary tools 9 5.1 Measurement set-up 9 5.2 Radiation system . 9 5.3 Spectral fragmentation of radiation . 9 5.4 Launch optic 9 5.5 Mount

7、ings 9 5.6 Receiver system 11 6 Pre-treatment of the specimen . 11 7 Procedure . 11 7.1 Reference point measurement . 11 7.2 Measurement with light guide 11 8 Evaluation 11 9 Measuring report . 13 Bibliography 15 B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCDB7EF86D9NormCD - Stand 2013-08 DIN 58141-2:2012-0

8、9 4 Vorwort Dieses Dokument wurde vom Arbeitsausschuss NA 027-01-16 AA Faseroptik“ des Normenausschusses Feinmechanik und Optik im DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. ausgearbeitet. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Texte dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. Das DIN und

9、/oder die DKE sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. DIN 58141 Messung von faseroptischen Elementen besteht aus: Teil 1: Bestimmung der Dmpfung von Lichtleitfasern Teil 2: Bestimmung des spektralen Transmissionsgrades von Lichtleitern Teil 3:

10、Bestimmung des effektiven ffnungswinkels von Lichtleitern Teil 4: Bestimmung von Durchmessern und Dicken von Lichtleitfasern Teil 5: Bestimmung der sichtbaren Defekte von Licht- und Bildleitern Teil 6: Bestimmung des mechanischen Biegeradius fr kurzzeitige Anwendungen von Lichtleitfasern Teil 7: Bes

11、timmung der Zugbelastbarkeit von Lichtleitkabeln Teil 8: Bestimmung des mechanischen Biegeradius fr kurzzeitige Anwendungen von Lichtleitkabeln Teil 9: Bestimmung der Abweichung von Rundheit und Konzentrizitt von Lichtleitfasern Teil 10: Bestimmung der Beleuchtungsstrke und des effektiven ffnungswin

12、kels von Kaltlichtquellen ANMERKUNG Im Zweifelsfall gilt der deutsche Text. nderungen Gegenber DIN 58141-2:1989-06 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Titel der Norm wurde gendert; b) Messgerte und Hilfsmittel wurden aktualisiert; c) Durchfhrung des Messvorgangs berarbeitet; d) Messbericht ber

13、arbeitet und ergnzt. Frhere Ausgaben DIN 58141-2: 1989-06 B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCDB7EF86D9NormCD - Stand 2013-08 DIN 58141-2:2012-09 5 Foreword This document has been prepared by the Working Committee NA 027-01-016 AA “Faseroptik” of NA Feinmechanik und Optik (Optics and Precision Mech

14、anics Standards Committee) at DIN (German Standards Institute for Standardization). Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent rights. DIN and/or DKE shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. DIN 58

15、141 Measurement of fiber optic elements consists of the following parts: Part 1: Determination of attenuation of optical fibers Part 2: Determination of spectral transmittance of light guides Part 3: Determination of acceptance angle of light guides Part 4: Determination of diameters and thicknesses

16、 of optical fibers Part 5: Determination of visual defects of light and image guides Part 6: Determination of the mechanical bending radius for short-term applications of optical fibers Part 7: Determination of tensile load of fiber optic cables Part 8: Determination of the mechanical bending radius

17、 for short-term applications of light guide cables Part 9: Determination of deviation of the roundness and the concentricity of optical fibers Part 10: Determination of illuminance and effective aperture angle of cold light sources NOTE In case of doubt the German text is valid. Modifications Compar

18、ed to DIN 58141-2:1989-06 the following changes have been made: a) the title of the standard has been changed; b) measurement devices have been revised; c) the procedure of the measurement has been revised; d) the measurement report has been revised and completed. Previous editions DIN 58141-2: 1989

19、-06 B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCDB7EF86D9NormCD - Stand 2013-08 DIN 58141-2:2012-09 6 1 Anwendungsbereich Diese Norm gilt fr die Messung faseroptischer Elemente und Produkte zur Bild- und Datenbertragung (Strecken bis 100 m) und Leitung von Licht sowie optischer Strahlung aus dem nahen infr

20、aroten und ultravioletten Spektralbereich. Sie gilt nicht fr faseroptische Elemente und Produkte, die zur Nachrichten- und Datenbertragung ber Strecken 100 m vorgesehen sind. Zweck dieser Norm ist die Festlegung eines einheitlichen Verfahrens zur Bestimmung des spektralen Transmissionsgrades von Lic

21、htleitern mit Endflchen, die zur Achse des Lichtleiters senkrecht stehen. 2 Normative Verweisungen Die folgenden Dokumente, die in diesem Dokument teilweise oder als Ganzes zitiert werden, sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene

22、 Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN 58141-3, Messung von faseroptischen Elementen Teil 3: Bestimmung des effektiven ffnungswinkels von Lichtleitern 3 Kurzbeschreibung des Verfahrens Die in einen Lichtle

23、iter eintretende und die am anderen Ende austretende spektrale Strahlungsleistung wird gemessen und ins Verhltnis gesetzt. Dabei gehen Strahlungsverluste durch Reflexion am Ein- und Auskoppelende, Bestrahlung von nichtstrahlungsleitenden Flchen, die Lnge des Prflings sowie die Numerische Apertur der

24、 Bestrahlung direkt in das Messergebnis ein. 4 Bezeichnung des Verfahrens Bezeichnung der Messung zur Bestimmung des spektralen Transmissionsgrades von Lichtleitern (DIN 58141-2): Messung DIN 58141-2 B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCDB7EF86D9NormCD - Stand 2013-08 DIN 58141-2:2012-09 7 1 Scope T

25、his standard is applicable for measurement of fiber optic components and products for image and data transmission (distances up to 100 m) as well as for transmission of light and optical radiation in the near infrared and ultraviolet spectral range. The standard is not applicable for fiber optic com

26、ponents and products, intended for telecommunication and data transmission over distances 100 m. Purpose of this Standard is to fix a standardised procedure to determine the spectral transmission degree of light guides with end surfaces perpendicular to the axis of the light guide. 2 Normative refer

27、ences The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies. D

28、IN 58141-3 Measurement of fiber optic elements Part 3: Determination of acceptance angle of light guides 3 Principle The spectral radiation power entering one side and emitting from the other side of a light guide is measured and the ratio calculated. Loss of radiation due to reflexion at the in- an

29、d output end, radiation of non-transmitting areas, the length of the specimen and the numerical aperture of the radiation influence directly the measuring result. 4 Designation of procedure Designation of measurement to determine spectral transmittance of light guides (DIN 58141-2): Measurement DIN

30、58141-2 B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCDB7EF86D9NormCD - Stand 2013-08 DIN 58141-2:2012-09 8 5 Messgerte und Hilfsmittel 5.1 Messanordnung Die Messanordnung ist in Bild 1 schematisch dargestellt. Legende 1 Strahlungsquelle 2 Gert zur spektralen Zerlegung der Strahlung 3 Einkoppeloptik 4 Halter

31、ung mit x-y-z-Positionierung 5 Lichtleiter 6 Empfngersystem Bild 1 Messanordnung zur Bestimmung der spektralen Transmission von Lichtleitern 5.2 Bestrahlungssystem Fr Messungen im sichtbaren und nahen infraroten Spektralbereich wird eine Halogen- oder Xenonlampe hoher Strahlungsdichte und fr Messung

32、en im ultravioletten Spektralbereich eine Deuterium-Lampe empfohlen. Die Bestrahlung mit einem durchstimmbaren Laser ist mglich. Der erzeugte Leuchtfleck muss hinsichtlich der Intensitt homogen sein. Die Strahlungsquelle muss mechanisch stabil angeordnet und die Strahlungsleistung ber die Messzeit k

33、onstant sein. 5.3 Spektrale Zerlegung der Strahlung Die spektrale Zerlegung der Strahlung kann durch verschiedene Mglichkeiten realisiert werden, z. B. Prismen- oder Gittermonochromator, Filtersatz. Um eine gute spektrale Auflsung des Transmissionsgrades sicherzustellen, sollte bei den verwendeten G

34、erten die spektrale Halbwertsbreite (FWHM) der Strahlung wenigstens um den Faktor zwei kleiner sein als der spektrale Abstand benachbarter Messpunkte. Beispiel Messpunktabstand 40 nm Halbwertsbreite (FWHM) 20 nm 5.4 Einkoppeloptik Die Einkoppeloptik hat die Aufgabe, die spektral zerlegte Strahlung i

35、n den Lichtleiter einzukoppeln. Die Einkoppelapertur muss bekannt sein. Die Eintrittsflche der Probe muss zwischen 80 % und 90 % bestrahlt sein. Dies wird vorzugsweise mit einer angepassten Blende realisiert. 5.5 Halterungen Die Halterungen sind auf x-y-z-Positionierungstischen aufgebaut und positio

36、nieren die Endflchen des Prflings. Alternativ ist eine Positionierung mit Adaptern und Anschlgen in z-Achse mglich. Eine zustzliche Winkeljustierung ist dann nicht notwendig, wenn die Fhrungsnuten der Halterungen parallel zur optischen Achse des Gesamtaufbaus ausgerichtet sind. B55EB1B3E14C22109E918

37、E8EA43EDB30F09DCDB7EF86D9NormCD - Stand 2013-08 DIN 58141-2:2012-09 9 5 Measuring devices and auxiliary tools 5.1 Measurement set-up The measurement set-up is shown in Figure 1. Key 1 Light source 2 Instrument for spectral fragmentation of the radiation 3 Launch optic 4 Fiber clamp mounted on an x-y

38、-z stage 5 Light guide 6 Receiver system Figure 1 Measurement setup to determine the spectral transmittance of light guides 5.2 Radiation system It is recommended to use a halogen or xenon light of high radiation density for measurements in the visible and the near infrared spectral range, while for

39、 measuring in the ultraviolet range a deuterium lamp is recommended. The irradiation with a tunable laser is possible. The produced light spot shall be homogenous regarding the intensity. The radiation source shall be positioned in a mechanically stable way and the radiation output shall be constant

40、 during the measuring period. 5.3 Spectral fragmentation of radiation Spectral fragmentation of radiation can be realised in different ways, e.g. by prism- or grating monochromator, filter set. In order to ensure a good spectral resolution of the transmittance, full width at half maximum (FWHM) of r

41、adiation of the equipment used should be smaller by at least a factor of 2 than the adjacent spectral distance of adjacent measuring points. EXAMPLE Measuring point distance 40 nm full width at half maximum (FWHM) 20 nm 5.4 Launch optic The purpose of the launch optic is to couple in the spectrally

42、fragmented radiation into the light guide. The input aperture shall be known. Between 80 % and 90 % of the input cross section shall be irradiated. Ideally, this will be achieved with an adjusted aperture. 5.5 Mountings The mountings are fixed onto x-y-z-stages and align the end-surfaces of the spec

43、imen. Alternatively positioning with adapters and end stop in z-axis is possible. Additional adjusting of angles is not necessary if the guide slots of the mountings are aligned parallel to the optical axis of the whole set up. B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCDB7EF86D9NormCD - Stand 2013-08 DIN

44、 58141-2:2012-09 10 5.6 Empfngersystem Die Strahlung, die aus dem Faserende austritt, bestrahlt einen Empfnger, der ber seine gesamte Flche eine mglichst gleiche Empfindlichkeit aufweisen sollte. Das Empfngersystem muss so gestaltet sein, dass sowohl die gesamte aus dem Lichtleiter austretende Strahlung als auch bei der Referenzmessung die gesamte auf den Lichtleiter auftreffende Strahlung erfasst wird. Um reproduzierbare gleichmige Bestrahlungsbedingungen zu erreichen, kann z. B. a) eine weiteres Objektiv, Linse ode