1、ZTZTG 中华人民共和国国家计量检定规程JJG 965-2001 通信用光功率计Optical Power Meter in Telecommunication 2001一07一06发布2001一10一01实施国家质量监督检验检疫总局发布J.JG 965-2001 通信用光功率计检定规程Verification Regulation of Optical Power 。JJG965-2001; Meter in Telecommunication 本规程经国家质量监督检验检疫总局2001年07月06日批准，并自2001年10月01日起施行。归口单位:全国光学计量技术委员会起草单位:信息产业部
2、通信计量中心本规程委托全国光学计量技术委员会负责解释JJG 965-2001 本规程主要起草人:郭恒(信息产业部通信计量中心)参加起草人:周波(信息产业部通信计量中心)JJG 965-2001 目录1 范围(1 ) 2 计量单位(1 ) 3 概述(1 ) 4 计量性能要求(1 ) 4.1 光功率(P)测量范围(1 ) 4.2 定标波长范围(2 ) 4.3 定标功率(2 ) 4.4 扩展不确定度仪二2)( 2 ) 4.5 光电型光功率计的线性误差(2 ) 5 通用技术要求(2 ) 5.1 外观(2 ) 5.2 光学系统(2 ) 6 计量器具控制(2 ) 6.1 检定条件(2 ) 6.2 检定项目
3、(3 ) 6.3 检定方法(3 ) 6.4 检定结果处理(7 ) 6.5 检定周期(7 ) 附录A检定记录格式(8 ) 附录B检定证书(背面)格式(11)JJG 965-2001 通信用光功率计检定规程1 范围本规程适用于量热型、光电型通信用光功率计首次检定、后续检定和使用中检验。2 计量单位通常光功率值用单位瓦(W、mW)系列表征，功率W是国家选定的国际单位制中具有专门名称的导出单位。而级差单位分贝(dB)是国家选定的非国际单位制单位。工程中除了习惯用级差单位分贝(dB)以外，还习惯用绝对功率单位分贝(dBW、dBm)系列来表示功率的量值。以上两种单位制经常出现在同一本光功率计的说明书及其示
4、值显示中。用单位瓦(W、mW)表示的功率值(PW、PmW)可换算成用绝对功率单位分贝表示的功率值(PdBW、PdBm)。换算公式如下:3 概述P dBW =川市p且PdBm = 10 19 巳L出1:1 mW (1) (2) 通信用光功率计是通信干线铺设、设备维护、科研和生产中使用的重要仪器。主要用于测量光发射端机的输出功率及输出功率稳定度，光传输线路中的平均传输功率;光接收端机的灵敏度;各种无源器件的插入损耗和衰减量。通信用光功率计通常由探测器、显示器和信号处理系统三部分构成。由于使用不同的探测器，光功率计被分为量热型和光电型。量热型光功率计的探测器是根据能量转换和能量守恒原理制作的，由光吸
5、收体、热电转换元件和直流校准系统等组成，优点是不确定度小，但对环境条件要求高，且测量范围较窄。光电型光功率计的探测器是利用半导体光电器件制作的，优点是对环境条件适应性强，测量范围宽，但不确定度比量热型的大。这两种类型的光功率计均可通过显示器或计算机读取光功率值。4 计量性能要求4.1 光功率(P)测量范围量热型:+ 10- - 10 dBm 光电型:+ 13 - - 11 0 dBm 1 JJG 965-2001 4.2 定标波长范围量热型:600-1 600 nm 光电型:(1310 1 20) nm; (1550士20)nm 4.3 定标功率量热型:二三-10dBm 光电型:根据说明书，选
6、-10dBm，一20dBm，一23dBm或一33dBm中的一点。4.4 扩展不确定度(k= 2) 量热型:(2- 3)% 光电型:(3- 10)% 4.5 光电型光功率计的线性误差不超过士2% (0- - 80 dBm) 5 通用技术要求5.1 外观5. 1.1 测量使用的各类配件及说明书齐全。5. 1.2 光功率计应有规格、型号、制造厂名、编号、标志、出厂日期等。5. 1.3 光功率计探测器的接收面应保持清洁、干燥、均匀，元变色、划痕和脱落现象。5. 1.4 光功率计元影响其电气和光学性能的机械损伤，各钮、键调节自如。5.1.5 光功率计显示值应清晰。5.2 光学系统5.2.1 光功率计的光
7、输人方式量热型:光束输入(空间光束);光电型:光纤跳线输入或光束输入。5.2.2 光功率计的最大接收功率应大于光源的输出功率5.2.3 对于光束输人型光功率计，其光接收面的直径与人射光光斑直径(按1/e2定义)的比值应大于等于3。6 计量器具控制计量器具控制包括首次检定、后续检定及使用中检验。6.1 检定条件6. 1. 1 检定环境条件环境温度:(2215) t;检定期间内温度最大变化:1 1 t 相对湿度:75% 电源电压:AC (220 1 11) V , 50 Hz 检测室应蔽光，周围无剧烈振动、强热辐射和强电磁干扰。6. 1.2 检定设备6. 1.2.1 稳定激光源中心波长:(1310
8、 1 20) nm; (1550士20)nm 2 JJG 965-2001 半功率点线宽:7 nm (若标准功率计的探测器是错材制作的，则应5nm) 输出功率:二三odBm (1 mW) 输出功率稳定度:长期稳定度:不超过:t0 . 05 dB (5 h) ; 短期稳定度:不超过士0.005dB (15 min) 6. 1.2.2 自聚焦光纤或聚光镜(用于量热型)工作波长:600 1 600 nm 注:光源为光纤跳线输出时，用自聚焦光纤;光源为非平行光来输出时，用聚光镜。6. 1.2 . 3 光衰减器工作技长:(1 310土20)nm; (1 550士20)nm 动态范围:060 dB，连续可
9、调插入损耗:3.5 dB 最大允许误差:不超过:t3.0dB (全量程)输入输出方式:与光源的输出方式一致6. 1.2.4 光开关光束型(电子快门或黑色挡板);光纤型6. 1.2.5 光分路器分光比为1:1的Y型分路器6. 1.2.6 量热型标准光功率计工作波长:600 1 600 nm 定标波长:(1 310土20)nm; (1 550 :t 20) nm 光功率测量范围:+ 10一10dBm 定标点光功率值:注-10dBm (100W) 扩展不确定度:1% (走=2) 6. 1.2.7 光电型标准光功率计工作波长:1 0001 600 nm 定标波长:(1 310 :t 20) nm; (
10、1 550士20)nm 光功率测量范围:O - 50 dBm 定标点光功率值:一10dBm (100W)、-20 dBm (10W)、-23 dBm (5W) 等。扩展不确定度:3% (走=2)6.2 检定项目光功率计的检定项目见表106.3 检定方法6.3.1 外观检查通过目视和手动结合，按5.1.15.1.5规定的各项内容进行检查。6.3 . 2 光学系统检查根据仪表说明书，按5.2.15.2.3规定的各项内容进行检查。3 JJG 965-2001 表1检定项目检定项目首次检定后续检定使用中检验外观+ 光学系统+ + + 光功率测量范围+ 光功率示值+ + + 非线性修正系数+ 注:1.
11、+表示需检定的项目，一表示不需检定的项目。2.量热型光功率计无非线性修正系数检定项目。6.3.3 光功率计测量范围检定检查光功率计的功率测量范围。6.3.4 量热型光功率计示值检定6.3.4.1 激光源输出非平行光束时，在光学平台上，按图1连接被检光功率计和检定设备;激光游、输出平行光束时，去掉聚光镜即可;激光源为光纤输出时，按图2连接。聚光镜光衰减器标准光功率计叫被检光功率计图I量热型光功率计检定装置框图(激光源为光束输出)自聚焦光纤标准光功率计叫被检光功率计|图2量热型光功率计检定装置框图(激光源为光纤输出)6.3.4.2 在6.1.2.6条规定的定标功率范围内任选一点，按下面的步骤进行检
12、定。6.3.4. 3 将标准光功率计的探测器对准光束，调整衰减器的衰减量，使标准光功率计的指示值处于待检功率点上，关闭光开关06.3.4.4 系统热平衡以后，在标准光功率汁上读取第一个读数。6.3.4.5 打开光开关，系统热平衡以后，读取标准光功率计的第二个读数。4 J.JG 965-2001 6.3.4.6 关闭光开关，系统热平衡以后，读取标准光功率计的第三个读数。6.3.4.7 重复(6.3.4.4-6.3.4.6)条n次，n不小于306.3.4.8 分别计算三个读数的次测量算术平均值，得到P，、P2、P3。标准值P骨计算公式如下:p骨=Pa X C赘P = P2一(P1+ P3)/2 式
13、中:P，-未经修正的标准光功率值;C费一一检定时使用的标准装置被检定时，得到的修正系数。6.3.4.9 打开光开关，将被检光功率计的探测器对准光束。(3) (4) 6.3.4.10 关闭光开关，参照(6.3.4.4-6.3.4.8)条标准光功率计的测量步骤，得到被检光功率计第一、二、三个读数的算术平均值矶、PIl、Pw0 示值P计算公式如下:Pb = PII一(Pr+ Pm)/2 修正系数C，计算公式如下:C = PalP 相对误差(用于仪表验收或初检)，计算公式如F: = (Pb - P )IP X 100% 将以上各项计算结果填人检定记录表(见附录A)0 6.3.5 光电型光功率计示值检定
14、6.3.5.1 光束搞合方式的光电型光功率计示值检定(5) (6) (7) 在6.1.2.7条规定的定标功率范围内任选一点，参照6.3.4条一一量热型光功率计示值检定进行，当P，(Pr)低于所测光功率三个量级以上时可作为零值处理，Pt (P 1 )和P3(Pm)不需反复测量。公式(4)、(5)简化为:Pa - P2 Pb = PIl 6.3.5.2 光纤祸合方式的光电型光功率计示值检定(8) (9) 使用光纤跳线直接插拔实施检定时，按图3在光学平台上连接被检光功率计和检定设备;光源输出功率大于6dBm时，也可按图4连接，通过使用Y型分路器实施检定。检定方法和数据处理参照6.3.5.1条一一光束
15、糯合方式的光电型光功率计示值检定进行。6.3.6 光电型光功率计非线性修正系数检定6 .3.6.1 采用双光束法按图5连接检定设备，在4.5条规定的测量范围内，选已进行JJG 965-2001 光纤输出型激光源光纤藕合型光衰减器. . . . . j 飞、.、. . . ., . . , , , 光纤跳线, . . - - . . 光纤藕合型标准光功率计光纤藕合型被检光功率计图3光纤搞合的光电型光功率计检定装置框图(使用光纤跳线直接插拨)光纤输出型激光源光纤藕合型光衰减器光纤跳线光纤藕合型标准光功率计光纤藕合型被检光功率计图4光纤搞合的光电型光功率计检定装置框图(使用Y型光分路器)第一分路光纤
16、跳线第二分路图5非线性修正系数检定装置框图过示值检定的某功率点(通常选odBm)作为初始参考功率点，按下面的步骤进行检定。6.3.6 .2 接通两个光路，检查并确认装置工作正常后，调整光衰减器的衰减量，使光功率计的显示值近似为参考功率值Po。6.3 .6.3 断开两个光路，在光功率计上读取第一个读数。6.3.6.4 接通两个光路，在光功率计上读取第二个读数。6.3.6.5 接通第一分路，在光功率计上读取第三个读数。6.3.6.6 接通第二分路，在光功率计上读取第四个读数。6.3.6 .7 断开两个光路，在光功率计上读取第五个读数。6.3.6.8 重复(6.3.6.3-6.3.6.7)条n次，n
17、不小于3。6.3.6.9 分别计算五个读数的n次测量算术平均值，得到1、2、3、4、句。数值计算公式如下:JJG 965-2001 参考点功率值Po:Po =2一(a1 +5)/2 (10) 第一分路光功率值P1:P1 =3-(a.+5)/2 (11 ) 第二分路光功率值P2:P2 =4一(a.+ a5)/2 (1 2) 当1(5)低于被检光功率值三个量级以上时可作为零值处理，a. (5 )不需反复测量。公式(10)、(11)、(12)简化为:Po =2 (13) P. = a3 (14) P2二a4(1 5) 初始参考功率点的非线性修正系数为Ao:Ao = 1 (16) 被检功率点相对于初始
18、参考功率点的非线性修正系数为An:An = Po/(P. + P2) X An-. (17) 被检功率点的线性误差为Cn:C = (A,I - Ao) X 100% (18) 6.3.6.10 设定P.(P2)为新的参考功率值，重复以上操作步骤，可以在4.5条规定的范围内测量出光电型光功率计的非线性修正系数和线性误差。6.4 检定结果处理6.4.1 根据6.2条检定项目逐条进行检定，将检定所得数据记录于附录A中的相应表格中，计算结果，符合本规程要求的判定为合格，反之为不合格。6.4.2 经检定合格的光功率计，出具检定证书(见附录B);检定不合格的，发给检定结果通知书，并注明检定不合格项目。6.
19、5 检定周期光功率计的检定周期一般不超过1年。7 JJG 965-2001 附录A检定记录格式检定证书编号:第页共页光功率计检定原始记录1 基本信息仪器名称送检单位制造厂联系电话仪器型号仪器编号插件型号插件编号工作波长工作方式标准器名称检定单位测量范国扩展不确定度(k = 2 ) 计量标准证书号有效期至年月日检定所依据的技术文件|枪定环境|温度湿度%RH 检定员:核验员:检测日期:年月日2 外观检查检委内容有无数量备注配件及说明书光接收面损伤开关、按键和旋钮损伤显示器示值不清晰检查结果:8 JJG 965-2001 检定证书编号:第页共页3 光学系统检查光输入方式最大接收功率dBm 接收面直径
20、(光束输入型)口1盯1检查结果:4 光功率测结范围:检定结果:5 示值检定上级检定给出的修正系数C费:标准光JJj率计被检光功率计修正系数平均值标准值刁亏值C - P,1Pb 光功率值光功率值Ph P, P 一- l 2 n-l n 检定结果:9 6 非线性修正系数检定工作波长:nm 被检点参考点光功率值光功率值P Po 1 2 n - 1 n 检定结果:10 JJG 965-2001 检定证书编号:第页共页初始参考光功率值:第一分路第二分路两路非线性线性误差光功率值光功率值光功率和修正系数Cn (%) P1 P2 P1 + Pz An JJG 965- 2001 附录B检定证书(背面)格式检
21、定证书编号:第页共页工作波长:工作方式:插件型号:插件编号:1 光功率测量范围:检定结果:2 光功率计示值检定:标准值示在修正系数相对误差P P ( PlI IP . = (P - P,) I P x 100% 二土二-二;卡斗- - - , 检定结果:3 光电型光功率计非线性修正系数检定:工作波长:初始参考光功率值:被检点光功率值U:线性修正系数人，线忡误差Cl 2 B n- l n 检定结果:11 中华人民共和国国家计量检定规程通信用光功率计JJG 965-2001 国家质量监督检验检捷总局发布峰中国计量出版社出版北京和平墨西街甲Z号邮政编码100013 电话(010)64275360北京市迪鑫印刷厂印刷新华书店北京发行所发行版权所有不得翻印* 880 mm X 1230 mm 16开本印张1字数16千字2001年9月第1版2001年10月第1次印刷印数1-2000统一书号155026- 1427 定价:14.00元
