GB/T 15972.43-2021.Specifications for optical fibre test methods-Part 43: Measurement methods and test procedures for transmission characteristics-Numerical aperture.
1范围
GB/T 15972的本部分规定了光纤数值孔径的试验方法,确立了对试验装置、样品制备、程序、计算和结果的统一要求。
GB/T 15972.43适用于A1类、A2类、A3类、A4类多模光纤和光缆。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 12357.1通信用多模光纤 第 1部分:A1类多模光纤特性(GB/T 12357.1- 2015, IEC 60793-2-10:2011 ,MOD)
GB/T 12357.2通信用多模光纤第 2部分:A2类多模光纤特性(GB/T 12357.2-2004, IEC 60793-2-20, : 2002 ,MOD)
GB/T 12357.3通信用多模光纤第 3部分:A3类多模光纤特性(GB/T 12357.3-2004. IEC 60793-2-30 : 2002 ,MOD)
GB/T 12357.4通信用多模光纤 第 4部分:A4类多模光纤特性(GB/T 12357.4- 016, IEC 60793-2-40 : 2009，MOD)
GB/T 15972.10光纤试验方法规范 第10部分:测量方法和试验程序总则(GB/T 15972.10-2021 ,IEC 60793-1-1: 2017 ,MOD)

ICS 33.180.10
中华人民共和国国家标准
GB/T15972.43—2021
代替G13/T 15972.13—2008
光纤试验方法规范
第43部分：传输特性的
测量方法和试验程序
数值孔径
Specifications for optical fibre test methods-Part 43: Measurement methods and test procedures for transmissioncharacteristicsNumerical aperture(IEC 60793-1-43:2015,Opticalfibres—Part1-43:Measurementmcthods and test proccdures Numcrical aperturc mcasurcment,MOD)2021-04-30发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2021-11-01实施
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规范性引用文件
衍号和缩略语
方法概述
样品制备
附录A（资料性附录）
NA测量时所需参数的缺值
附录B（资料性附录）不同试样长度测量的数值孔径问的映射关系参考文献
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GB/T 15972.43—2021
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GB/T15972.43—2021
B/T15972光纤试验方法规范》由若十部分组成，其预期结构及对施的国际标准为：第10部分：测量万法和试验程序总则（对应160798-1-1）：第20部分～第29部分：尺寸参数的测量方法和诚验程序（对应IEC60793-1-20至IEC.60793129):
-第30部分～第39部分：机械性能的测量方法和试验程序（对应1EC60793-1-30至1EC60793-1-39);
第40部分～第49部分：传输特性的测量方法和试验程序（刘应IEC60793-1-40至IEC60793-1-49):
第50部分～第59部分：坏境性能的测量方法和试验程序（对应IEC60793-1-50至IEC60793159).
其巾GB/T15972.40~49由以下部分组成：衰减：
第40部分：传输特性的测量方法和试验程序第41部分：传输特性的测量方法和试验程序一第42部分：传输特性的测量方法和试验程序第13部分：传输特性的测量方法和试验程序一第44部分：传输特性的测量方法和试验程序一第45部分：传输特性的测量方法和试验程序第16部分：传输特性的测量方法和试验程序第47部分：传输特性的测量方法和试验程序一第48部分：传输特性的测量方法和试验程序第19部分：传输特性的测量方法和试验程序本部分为GB/T15972的第43部分。本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草带宽；
波长色散；
数值孔径；
截止波长；
模场古径；
透光率变化：
宏弯损耗：
偏振模色散：
微分模时延。
本部分代替（13/T15972.43一2008《光红试验方法规范第43部分：传输特性和光学特性的测量方法和试验方法数值孔径》。本部分与GB/T15972.432008相比，主要技术变化如下：修改了标准的名称：
增加了A3、A1多模光纤的技术要求（见第【章.5.2.5,附录13)；增加了缩咯语与符号（见第3章）；一删除用相对折射率差计算埋论数值孔径的公式（见2008年版的第3章）；一删除了远场光强分布法试验装置（见2008年版的图1)；修收了光源中心波长要求（见5.1.2.2008年版的4.2.2)：一增加广方法1巾探测器有效尺寸或针孔尺寸古径要求（见5.2.2.2）：删除了重现透镜L，的古径要求（见2008年版的4.3.3.2）：删除了光探测器要求（见2008年版的4.3.4）：增加了法3的光探测器要求（见5.2.4.7）：增川「方法3计算远场强度（见8.4）；增川广方法4道向远场法（见5.2.5）：增川方法4计算数值孔径（NA）（见8.5）：修收了试样长度的要求，将典型试样长度2m0.2m修收为见产品规范中的要求（见6.12008年版的5.1）；
修改了阅值百分比KN的要求，将阅值5%修改为K具体见产品规范中的要求（见8.2,2008-iiKacerkAca
GB/T15972.43—2021
年版的第3章）：
——增加了远场数值孔径测试典型图例（见图6)：增加了数值孔径测量中所需参数的缺省值（见附录A)：增加了不同试样长度测量的数值孔径的映射关系（见附录B)。本部分使用重新起草法修收采用IEC60793143：2015《光纤第143部分：测量方法和试验程序数值孔径测量》
本部分与国际标准相比，要结构变化如下：按接照我国标准的编排格式和表述要求，将IE文件中第1章部分内容调整到了本部分的第3章：将IEC文件中“第4章基准试验方法合并到本部分的“第4章方法概还中：将IEC支件的附录A修改为本部分的附录B，相应地，将IEC文件中的附录B修政为本部分的附录A本部分与IEC60793143：2015相比的主要技术性差异及其原因如下：关于范性引用文件，本部分做了具有技术性差异的调整·以适应我国的技术条件.调整的情况集中反唤在第2章“舰范性引用文件\中，具休调整如下：·用GB/T12357.1代IEC60793-2-10;·用GB/T12357.2代替IEC60793220；●用GB/T12357.3代替IEC60793230;用G[3/T12357.4代替IEC60793-2-40；·用GB/T15972.10代IEC60793-1-1。，规范性引用文件中，因IEC标准正文中未提及IEC60793-1-21和IEC60793-1-22.纠正了IEC用错误，删除了IEC60793121和IEC60793122；一增加了略竞节
纠正了间接获得远场数值孔径的公式引用错误；于IEC.义件附录B中数值孔径测量所需的参数要求仅为参考，其具体数值在相关产品规范中给出，故将该附录山规范性附录修改为资料性附录，并纠正了该附录中数值孔径样品长度等要求。
本部分做了下列编辑性修改：
将标准名称修改为《光纤验方法规范第43部分：传输特性的测量方法和试验程序数值孔径》。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本部分由中华人民共和国T业和信息化部提出：本部分由全国通信标准化技术委员会（SAC/TC485)归口本部分起草单位：烽火科技集团有限公司。本部分要起草人：刘骋、工冬否、胡占月、许江波、喻燥。本部分所代暨标准的历次版本发布情况为：—GB/T15972.43—2008.
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1范围
GB/T 15972.43—2021
光纤试验方法规范第43部分：传输特性的测量方法和试验程序数值孔径
GB/T15972的本部分规定了光纤数值孔径的试验方法，确立了对试验装置、样品制备、程序、计算和结果的统一要求。
本部分适用于A1类、A2类、A3类、A4类多模光纤和光缆。2规范性引用文件
下列文件对丁本文件的应用是必不可少的：凡是注日期的引用文件.仅注日期的版本适用丁本义件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修政单)适用丁本文件：GB/T12357.1通信用多模光纤第1部分：A1类多模光纤特性（GB/T12357.1—2015，IEC60793-2-10.2011.M0D
第2部分：A2类多模光纤特性（GB/T12357.2—2004.IECGB/T12357.2通信用多模光纤
60793-2-20,:2002,M0D)
GB/T12357.3通信用多模光纤
第3部分：A3类多模光纤特性（GB/T12357.3—2004，IEC60793-2-30:2002.MOD)
GB/T12357.4通信用多模光纤
60793-2-40:2009.MOD)
第4部分：A4类多模光纤特性（GB/T12357.42016，IEC光纤试验方法规范第10部分：测量方法和试验程序总则（GB/T15972.10GB/T15972.10
2021,IEC 60793-1-1:2017.MOD)3符号和缩略语
下列缩略语和符号适用于本义件K阅值百分比（Thrcsholdperccntage）NA数值孔径（Vumerical aperture）NA：远场数值孔径（Far-fieldnunericalaperiure)NA最大埋论数值孔径（Maximumtheoreticalnumericalaperture）RTM基准试验方法（Reference test method）4方法概述
VA是A1，A2，A和A1类多模光的一个重要参数，它表明光红收集光功率的能力，它被用米预测光红的注人效率、接续损耗和微、宏弯性能，数值孔径可通过测量远场分布米定义。在某些情况下也用到NA，NA可由光纤芯层和包层的1
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GB/T 15972.43—2021
折射率差决定。埋积情沈下，这两称方法可得到相同的结果本试验程序描述了测量光纤远场角度辐射强度分布的方法：多模光纤远场数值孔径（NA）可使用8.3中公式（10)计算得到。
由此·多模光纤的最人理论数值孔径NA定义如公式（1)。NAa—sinow
式中：
9.——光纤传导的最大子午光线角。根据光纤折射率分布可得出公式(2)。NAm=/ni-n
式中：
纤的最人折射率；
远离芯层区域的包层平均折射率。（1)www.bzxz.net
·（2)
注：用新射近场法测定光纤的最大理论数值孔径中纤芯和包层折射率的确定方法见（G13/15972.20—2021中的规定
图1为渐变型多模光纤折射率的典型分布图。L
图1渐变型多模光纤典型折射率分布图包层
A：可通过测量短段光纤的远场辐射图确定，或通过测量光纤折射率分布来确定数值孔径，采用远场光强分布法时可获得远场辐射图I（O)，远场数值孔径NA定义为光强下降到最大值的某一阈值百分比(K)处所对应的半角（k)的正值。阈值取决于所测多模光纤类型，具休值均在相应的详细产品规范巾给出。
远场光强分布法是测定多模光纤数值孔径的基准试验方法（RTM)，用作仲裁试验。对测量坏境条件的要求应符合G13/T15972.10中的规定。5装置
5.1输入系统
5.1.1光源
应采用非相干光源，它能在试样端面1产生基本恒定的辐射面（光强变化小于10%），在完成测量2
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过程的时间内，其强度和位置应保持稳定，5.1.2光输入系统
GB/T 15972.43—2021
用一个光器件系统产生一个基本恒定的辐射光斑，且光斑占径和数值孔径均大丁试样端面相应的尺寸和数值孔径：川用光滤除器限制光源的谱宽远场数估孔径NA受测试用波长影响。光源的市心波长分别在GB/T12357.1、GB/T12357.2GB3/112357.3以及（G13/T12357.1中给出，中心波长的缺省估参见附录A，5.1.3光纤输入端固定和对中
应配置固定试样输人端装置，以使能稳定并可重复地定位而不使光纤明显变形。应提供合适的装置以使输入端面与注人光束对中，并提供一种对试样端面对中情况检验的方法5.1.4包层模剥除器
应采用一个合适的包层模剥除器，以消除包层出传输的光功率，通觉光红涂层具有此边能，如涂层无此功能，则应在试样两端附近使用包层模刺除器。注：有些产品详细规范中出会要求更长的试样长度去帮助滤除包层模。5.2输出系统和检测装置
5.2.1概述
可来用四种等效方法检测试样出射远场的角辐射强度分布。方法1和方法2是远场辐射图的角托描：方法3是角辐射强度图空问变换的扫描（可来用小光嫩面或大光敏面的扫描检测器）；方法4是使用逆向远场测量法：
5.2.2方法 1——
角度扫描
5.2.2.1方法示意图
方法1-
角度扫描的示意图见图2.
预视图
己制备好的试样端面
旋转店
侧视图
图2方法1-
角度扫描
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光检测器
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光纤输出端固定和对中
应采用试样输出端固定和对中的装置，使得试样输出端面与光检测器的旋转轴重合、试样输出端面中心与光检测器表面中心轴线重合。5.2.2.3探测系统机械装置
应采用合适的方式旋转光探测器，使探测器基本「能探测到试样全部输出光辐射的圆弧（例如一个经过校准的测角器）。机械装置旋转轴应与试样端面重合并垂点丁试样轴线：机械装置旋转平面应包含试样轴线，：应提供一种装置记录试样输出端轴线上与检测器和试样端面之问的假想线形成的求角成采用在接收光强范围内线性度优于5%的探测器。使用针孔孔径限制探测器有效探测而积的大小可以获得更好的分辫率。探测器或孔径人小可以由角度分辨率决定，而装置的角度分辫率设计依据公式（3)。
D=4Rsin(8)
式中：
探测器的孔径直径.单位为毫米（mm）；预期的角度分萍率，单位为度（\）；样品输出端面到探测器或孔的距离，单位为毫米（mm）。R
分辨率典型值为0.5°R还应满足远场公式（4)要求，R
式中：
样品输出端面到探测器或孔的距离，单位为毫米（mn）；是样品发散的直径，单位为微米（um）；光源的中心波长，单位为纳米（nm）5.2.2.4记录
探测角度通过此方法点接记录下来。5.2.3方法2-
角度扫描
角度扫描的示意图见图3。
方法 2—
光检测器
预视图
已制备好的试样
侧视图
图3方法2-
角度扫描
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旋转臂
（4）
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成采用种固定试样的装置，使试样输出端面与试样转轴重合，该装置（即测角器或精密转动台）应充分转动，使固定的检测器能扫描旋转平面中试样的全部输出光辐射：即转角应大丁试样输出辐射的最大角度：
探测器的要求与方法1相同，且角度也如方法1一样要求白接记录下来。应提供一种装置以记录试样输出端轴线与检测器和试样端面之间的假想线形成的夹角。5.2.4方法3-
一空间场图扫描
5.2.4.1方法示意图
方法3—
空间场图扫描的示意图见图4。
5.2.4.2光纤输出端固定和对中
图4方法3-
变换透镜
空间场图扫描
探测器
(典型)
应提供试样输出端固定并对巾的装置，该装置能进行稳定并可重复的定位。5.2.4.3远场变换和投影
成采用诸如显微镜物镜或经适当校准透镜的合适方法，获得光纤输出近场图形的傅单叶变换，彤成试样远场的空间图。
成用带针孔的探测器扫插该图形或该图形的像.并记录远场光强。针孔古径应小于或等于系统衍射极限的一半，满公式(5)要求。式中：
针孔古径，单位为微米（μm）：d1.22Maf
变换透镜后焦面到扫描平面的放大率：光红出射光波长，中位为纳米（nm）；变换透镜焦距，单位为毫米（mm）；-rrKaeerKa-
GB/T15972.43—2021
D——纤芯直径，单位为微米(μm）。透镜L，的数值孔径成足够大，不得限制光纤试样的数值孔径，5.2.4.4扫描系统
应提供用诸如带针孔探测器扫描远场图的方法5.2.4.5系统校准
为了确定扫措系统移动距离与变换透镜后焦面上扫措实际距离之问的变换系数，应逊行校准。为此可采用一块尺寸已知的模板，小心地置于透镜11的后焦面中。反映空间变换平而（图1巾透镜L，后焦而）「某点至中心轴线的距离与该点和中心轴线夹角6的美系见公式（6），
3=fsing
式中：
空间变换平面1某点至中心轴线的距离，单位为毫米（min）：/——变换透镜l,的焦距,单位为毫米（mm);0一一空间变换平而上呆点与中心轴线的夹角，单位为度（\），5.2.4.6
记录系统
成提供种测量光强E（）的装置，它是扣描位置3的函数：成按公式（7)修止检测到的光强，I(0) =-E(y)cos8
式中：
光强角度分布，单位坎德拉(cd)：E(v)
距空间场图轴线处的辐射度，单位坎德拉cl)：3
一一离空间场图轴线的距离.单位为毫米（mm）：一与试样输出端轴线的夹角，单位为度（\）：5.2.4.7光探测器
对丁方法3,公式(5)给山了适当的孔占径.公式(8)定义了探测器孔径D-2/sin(8)
式中：
D——探测器孔径，单位为微米(um)：f—变换透镜的焦距，单位为毫米（mm）；一预期的角度分辨率，单位为度（\）5.2.5方法4——逆向远场法
方法4逆向远场法小意图见图5，此方法适于A4d子类多模光纤。（7)
应提供适当的方法将样品的人射端面与平行光人射点进行对中。扫描样品入射光角度，测量每个角度输出光功率。光源要求需符合5.1.1和5.1.2中的要求。光斑需足够小.如小于或等于样品直径的」分之。图5中最大入射角需大于样品预计的最大耦合角。6
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