1、中华人民共和国国家标准光纤放大器试验方法基本规范第部分噪声参数的试验方法发布实施国家质量技术监督局发布前言本标准是根据纤维光学技术委员会正在制定中的阶段性标准草案光纤放大器基本规范第部分噪声参数的试验方法制定的在技术内容上与该国际标准草案等效是由中央办公室预先给定的标准号它包括三个分标准规定了两种测量噪声参数的试验方法光谱分析仪方法电谱分析仪方法经过第工作组光纤放大器几年的工作光谱分析仪方法已比较成熟技术内容不会再有大变动估计近期内就会正式通过作为出版物正式出版发布所以本标准规定的光谱分析仪方法在技术内容上等效采用了该国际标准草案电谱分析仪方法还处在委员会草案阶段同时国内也很少应用该方法所以本
2、标准中暂没有规定电谱分析仪方法在光纤放大器试验方法基本规范总标题下包括个独立部分第部分即增益参数的试验方法第部分即功率参数的试验方法第部分即噪声参数的试验方法本标准是第部分本标准的附录是提示的附录本标准由中华人民共和国邮电部提出本标准由邮电部电信科学研究规划院归口本标准起草单位邮电部武汉邮电科学研究院本标准起草人陈永诗中华人民共和国国家标准光纤放大器试验方法基本规范第部分噪声参数的试验方法国家质量技术监督局批准实施范围本标准规定了测量光纤放大器噪声参数的光谱分析仪方法确定了对噪声参数进行准确可靠测量的统一要求本标准适用于对使用稀土元素掺杂有源光纤的的测量引用标准下列标准所包含的条文通过在本标准
3、中引用而构成为本标准的条文本标准出版时所示版本均为有效所有标准都会被修订使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性光纤放大器总规范光纤放大器试验方法基本规范第部分增益参数的试验方法概述光纤放大器噪声参数包括以下项目总噪声系数或总噪声因子信号自发辐射差拍噪声系数或噪声因子散弹噪声系数或噪声因子自发辐射差拍噪声系数或噪声因子多程干涉噪声系数或噪声因子光谱带宽前向放大的自发辐射功率电平反向放大的自发辐射功率电平谱宽光谱分析仪方法适用的参数如表所列表噪声参数的试验方法及适用的参数参数光谱分析仪方法总的噪声系数或噪声因子信号自发辐射差拍噪声系数或噪声因子散弹噪声系数或噪声因子表完参数光谱分析仪方
4、法自发辐射差拍噪声系数或噪声因子多程干涉噪声系数或噪声因子光谱带宽前向功率电平反向功率电平谱宽注表示本方法可测参数表示本方法具有测量该参数的可能性上述参数的定义见本标准中缩写词一览表见附录提示的附录光谱分析仪试验方法试验装置测量噪声参数的光谱分析仪法试验系统框图如图图为直接内插法图为偏振消除法直接内插法偏振消除法图光谱分析仪法测量噪声参数的两种典型试验装置框图窄带光源固定波长光源光源应产生相关规范中规定的波长和功率的光除非另有规定光源应发出连续的光波其光谱宽度半最大全宽应小于例如可以采用分布反馈激光器分布布拉格反射激光器外腔激光器或具有窄带滤波器的发光二极管激光器激光器和的边模抑制比应大于输出
5、功率波动应小于在光源输出端使用一光隔离器可更好地达到这一要求对于激光器光源光源自发辐射和光谱底部的谱展宽应最小可调波长光源光源应产生相关规范中规定的波长范围内的波长可调光光功率应符合相关规范中规定除非另有规定光源应发出连续的光波其谱宽应小于例如可以采用或具有窄带滤波器的的边模抑制比应大于输出功率波动应小于在光源输出端使用光隔离器可更好地达到这一要求对于光源自发辐射和光谱底部的谱展宽应最小偏振控制器该器件应能提供所有可能的偏振状态例如各种方向的线偏振椭圆偏振圆偏振作为输入信号光偏振控制器可以由一个线偏振器和一个全光纤型的偏振控制器组成或者由一个线偏振器一个至少可在内旋转的四分之一波片和一个至少可
6、在内旋转的二分之一波片组成偏振控制器的插入损耗变化应小于该器件每一端的光回波损耗应大于线偏振器线偏振器的消光比应至少为在每一端的光回波损耗应大于为使输入信号功率最大宜优先选用一个可旋转的线偏振器可变光衰减器衰减可变范围应大于稳定性应优于每一端的光回波损耗应大于光谱分析仪在工作波长带宽内光谱分析仪谱功率测量的偏振相关性应优于稳定性应优于测量波长准确度应优于在动态范围内的线性度应优于在输入端口的光回波损耗应大于光功率计在工作波长带宽和在功率范围内光功率计的测量准确度应优于且与偏振状态无关宽带光源光源应能在工作波长带宽内例如提供宽带光功率在测量带宽范围内典型为输出功率谱平坦度应优于无信号时产生的放大
7、的自发辐射能够作为宽带光源光连接器光连接器连接损耗的重复性应优于该器件的光回波损耗应大于光纤跳线光纤跳线中光纤的模场直径应与输入和输出端口所用尾纤的模场直径尽量接近每一端的光回波损耗应大于跳线长度应短于试样应工作在标称工作条件下为避免不希望的反射可能引起激射振荡应使用光隔离器将试验下的与外部隔离这样将减小信号不稳定性和测量的不准确度在测量期间内应注意保持输入光的偏振状态输入光偏振状态的变化将因为所有使用光部件的微小偏振相关性而导致输入光功率变化从而产生测量误差测量程序校准光谱分析仪光带宽的校准的频域光带宽能用它的分辨率带宽确定光带宽的校准可用一个窄带光源或一个宽带光源实现两种校准方法均适于测量
8、方法或测量方法用窄带光源校准校准步骤如下将可调窄带光源或的输出端与直接连起来置中心波长至被校信号波长置波长间隔为零置分辨率带宽至所需值置窄带光源波长至使得选择足够大使得两端波长落在滤波器通带之外记录信号功率电平和线性单位重复步骤和在波长范围内调窄带光源波长按照下式确定的波长光带宽式中被校信号波长上测得的光功率窄带光源某一波长上测得的光功率对不同的信号波长重复以上程序注测量精度与窄带光源调谐间隔和整个波长范围内的功率平坦度有关调谐间隔宜小于在整个波长范围内光功率变化应不大于用宽带光源校准本方法要求当分辨率带宽为最大值时具有一个矩形带宽限制滤波器校准步骤如下首先将一窄带光源或的输出端与直接连起来如
9、果光源波长可调的话如置窄带光源波长至一个规定的光源波长置分辨率带宽至最大值但不宜大于用测量窄带信号的谱宽将宽带光源输出直接连到保持分辨率带宽在最大值用测量在给定波长上的输出功率电平线性单位置分辨率带宽至所需值用测量在给定波长上的输出功率电平线性单位按照下式确定的波长光带宽式中在给定波长上置分辨率带宽为所需值时测得的输出功率电平在给定波长上置分辨率带宽为最大值时测得的输出功率电平置分辨率带宽为最大值时测得的窄带信号的谱宽对不同的信号波长重复以上步骤对以上两种方法确定的波长光带宽可用下面的近似方程式转换为频域光带宽式中自由空间中的光速给定的光源波长的波长光带宽注一旦光带宽值确定下来用进行的全部测量
10、都应采用校准时设定的分辨率带宽如果中包括一个窄带光滤波器当校准时应置于光源和之间设定的分辨率带宽必须小于光滤波器带宽偏振消除装置插入损耗的校准采用方法时需要对偏振消除装置插入损耗校准插入损耗校准既可在噪声电平测量之前进行也可在噪声电平测量之后进行校准步骤如下将光源模块的光输出直接连到调光源模块至相关规范中规定的信号波长调可变光衰减器使输入信号功率达到所需值调光源模块偏振控制器以获得所需的输入信号偏振状态用测量光源模块功率将光源模块光输出与偏振消除装置的输入连接再将偏振消除装置的输出与直接连起来调偏振消除装置的偏振控制器和线偏振器使输出信号最小使偏振消除装置的线偏振器处于步骤确定的状态调节偏振控
11、制器使输出信号最大用测量此时的输出信号功率用下式确定偏振消除装置的插入损耗式中光源模块输出功率偏振消除装置输出功率光谱分析仪功率校正因子的校准功率校正因子是对测得的功率校准到绝对功率本标准程序对和测量方法均适用校准步骤如下调光源模块至信号波长将光源模块输出直接与光功率计连接起来测量功率将光源模块输出与光功率计断开将光源模块输出直接与连接起来测量光功率按照下式确定的功率校正因子式中用光功率计测量的信号波长上光源功率用测量的信号波长上光源功率测量内插法测量步骤如下置分辨率带宽至校准值在噪声功率测量的整个过程中都不要改变该设定值置光信号波长至相关规范中规定的波长调光源模块的线偏振器使光信号功率最大调
12、光源模块的偏振控制器选择相关规范中指明的一个输入信号偏振状态调光源模块的可变光衰减器使光信号功率至相关规范中规定的功率值将光源模块输出直接连接到输入端测量光源的自发辐射功率谱用下式确定光源的总自发辐射功率谱式中光源的自发辐射功率谱的功率校正因子将光源模块与分开在二者之间接入如图所示测量放大的光源信号波长附近的前向功率电平根据这些测量波长上的前向功率电平值用一合适的多项拟合式进行内插计算出未校正的以信号波长为中心的前向功率电平按照下式确定总的未校正的前向功率谱式中未校正的前向功率谱的功率校正因子用规定的试验方法测量的增益线性单位从未校正的前向功率谱中减去光源的自发辐射功率就可确定在信号波长上的前
13、向功率值如式所示式中信号波长上未校正的的前向功率谱信号波长上光源的自发辐射功率谱的增益线性单位偏振消除法测量步骤如下将被试接入测量装置如图所示置分辨率带宽至校准值在噪声功率测量的整个过程中都不要改变该设定值置光信号波长至相关规范中规定的波长调光源模块的线偏振器使光信号功率最大调光源模块的偏振控制器选择相关规范中指明的一个输入信号偏振态调光源模块的可变光衰减器使光信号功率至相关规范中规定的功率调输出偏振控制器和偏振消除装置的线偏振器使输出信号最大使偏振器处于步骤确定的状态调偏振控制器使输出信号最小测量放大的光源信号波长附近的自发辐射功率采用一合适的内插技术确定信号波长上未校正的自发辐射功率谱按照
14、下式确定的总前向功率电平式中信号波长上的未校正的总自发辐射功率谱偏振消除装置的插入损耗功率校正因子用规定的试验方法测量的增益线性单位计算信号自发辐射差拍噪声系数用下面公式计算式中的总前向功率电平的增益线性单位普朗克常数光信号频率的光带宽测量结果测量结果报告应包括试验方法标准编号试验方法和试验装置框图光源类型及谱宽泵浦光功率采用时环境温度和相对湿度输入信号光功率光谱分析仪波长分辨率和光带宽输入信号波长和测量波长范围的线性增益总的前向功率信号自发辐射差拍噪声系数试验日期和测量人员附录提示的附录缩写词一览表放大的自发辐射分布布拉格反射激光器分布反馈激光器直接内插法外腔激光器半最大全宽发光二极管光纤放大器光谱分析仪偏振消除法分辨率带宽
