GB/T 15972.45-2021
基本信息
标准号： GB/T 15972.45-2021
中文名称：光纤试验方法规范第45部分:传输特性的测量方法和试验程序模场直径
标准类别：国家标准(GB)
标准状态：现行
出版语种：简体中文
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相关标签： 光纤 试验 方法 规范 传输 特性 测量方法 程序 直径
标准分类号
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出版信息
相关单位信息
标准简介
GB/T 15972.45-2021.Specifications for optical fibre test methods-Part 45: Measurement methods and test procedures for transmission characteristics一Mode field diameter.
1范围
GB/T 15972的本部分规定了光纤模场直径的试验方法，确立了对试验装置、注入条件.程序、计算方法和结果的统一要求。
GB/T 15972.45适用于B类单模光纤模场直径的测量。
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 15972.40-2008光纤试验方法规范第40部分:传输特性和光学特性的测量方法和试验程序衰减(IEC 60793-1-40 : 2001 , MOD)
4试验装置
4.1概述
以下对测量装置的要求为模场直径的四种测量方法所共有,在附录B、附录C、附录D和附录E中还分别给出了对每一种试验方法的装置框图和特定要求。
4.2 光源
对于方法A、方法B和方法C,应采用合适的相干或非相干光源，例如半导体激光器或经充分滤光的白光源。在完成测量过程的时间内,光源的辐射强度和波长应保持稳定。如需要,可采用单色仪和干涉滤光器选择波长。除非另有规定,光源谱线的半幅全宽(FWHM)应不大于10nm。对于方法D,见附录E中的要求。
4.3注入光学系统
对于方法A.方法B和方法C,所用光注入装置应足以激励起基模,例如采用光学透镜系统或尾纤来激励被试光纤。为使耦合进被试光纤的功率对其输人端面的位置不敏感,可在空间和角度上对被试光纤注入端进行满注入。如果采用插人法对接,则应在尾纤和被试光纤之间使用折射率匹配材料以避免干涉效应。测量期间，耦合应保持稳定。对于方法D,见附录E中的要求。
1范围
GB/T 15972的本部分规定了光纤模场直径的试验方法，确立了对试验装置、注入条件.程序、计算方法和结果的统一要求。
GB/T 15972.45适用于B类单模光纤模场直径的测量。
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 15972.40-2008光纤试验方法规范第40部分:传输特性和光学特性的测量方法和试验程序衰减(IEC 60793-1-40 : 2001 , MOD)
4试验装置
4.1概述
以下对测量装置的要求为模场直径的四种测量方法所共有,在附录B、附录C、附录D和附录E中还分别给出了对每一种试验方法的装置框图和特定要求。
4.2 光源
对于方法A、方法B和方法C,应采用合适的相干或非相干光源，例如半导体激光器或经充分滤光的白光源。在完成测量过程的时间内,光源的辐射强度和波长应保持稳定。如需要,可采用单色仪和干涉滤光器选择波长。除非另有规定,光源谱线的半幅全宽(FWHM)应不大于10nm。对于方法D,见附录E中的要求。
4.3注入光学系统
对于方法A.方法B和方法C,所用光注入装置应足以激励起基模,例如采用光学透镜系统或尾纤来激励被试光纤。为使耦合进被试光纤的功率对其输人端面的位置不敏感,可在空间和角度上对被试光纤注入端进行满注入。如果采用插人法对接,则应在尾纤和被试光纤之间使用折射率匹配材料以避免干涉效应。测量期间，耦合应保持稳定。对于方法D,见附录E中的要求。
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标准内容
ICS33.180.10
中华人民共和国国家标准
GB/T15972.45—2021
代替G13/T15972.452008
光纤试验方法规范
第45部分：
传输特性的测量方法和试验程序模场直径
Specifications for optical fibre test methods-Part 45: Measurement methods and test procedures for transmissioncharacteristics-Mode field diameter(IEC 60793-l-45:2017, Optical libres—Part 1-45:Mcasurcmcnt mcthods and tcst proccdurcs Mode ficld diamctcr, 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
-riKacerKAca-
规范性引用文件
试验方法概述
试验装置
试样和试样制备
试验程序
8结果
附录A（资料性附录）本部分与IEC60793-1-45：2017相比的结构变化情况附录13（规范性附录）方法A———用直接远场法测量模场直径的特定要求附录C（规范性附录）
-用远场川变孔径法测量模场占径的特定要求方法B
附录D（规范性附录）方法（一
一用近场扫描法测量模场直径的特定要求附录E（规范性附录）方法D一用光时域反射计测量模场占径的特定要求附录F（资料性附录）
采样数据和计算结果
-rKaeerKa-
GB/T 15972.45—2021
-riKacerKAca-
GB/T15972.45—2021
GB/T15972≤光纤试验方法规范》由若干部分组成，其预期结构及对应的国际标准为：第10部分~~第19部分：测量方法和试验程序总则（刘应IEC60793-1-10至IEC60793-119);
第20部分～第29部分：尺寸参数的测量方法和试验程序（对应IEC60793-1-20至IEC60793-129);
第30部分~~第39部分：机械性能的测量方法和试验程序（对成1EC60793-1-30至1FC60793-1-39);
第40部分～第49部分：传输特性的测量方法和试验程序（对应IEC60793-1-40至IEC60793-149);
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IEC60793-159)
其中G13/T15972.10-~49由以下部分组成：第40部分：传输特性的测量方法和试验程序衰减：
第41部分：传输特性的测量方法和试验程序带宽，
一第42部分：传输特性的测量方法和试验程序第43部分：传输特性的测量方法和试验程序第44部分：传输特性的测量方法和试验程序第15部分：传输特性的测量方法和试验程序第46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第48部分：传输特性的测量方法和试诚验程序第49部分：传输特性的测量方法和试验程序本部分为GB/T15972的第45部分。本部分按照G[3/T1.12009给出的规则起草。波长色散；
数值孔径：
截止波长；
模场直径：
透光率变化：免费标准bzxz.net
宏弯损耗；
偏振模色散：
微分模时延。
本部分代替GB/T15972.45一2008《光纤试验方法规范第45部分：传输特性和光学特性的测量方法和试验程序模场直径》。本部分与G3/T15972.15—2008村比主要技术变化如下：修改了标准的名称；
一增加了试验装置的概述（见4.1)；增川了高阶模剥除器中对136光纤的试样要求（见1.6）：增加了试样长度中对B6光纤的试样要求（见5.1)；一修改「B1.1至B6类型光纤的试样长度要求（见5.1,2008年版的5.1)；一增加了附录A本部分与IEC60793-1-15：2017相比的结构变化情况（见附录A)；增加了附录B中的计算机章节（见B.1.3)；-增加广附录B、C和D 巾的采样数抛章节(见B.4.C.4和LD.4)：增加广附录（中对测量136类光纤的装置要求（见（.1.2.2)；删除了对B3类光纤的装置要求（见2008年版的B.1.2.2)，增川了对B5类光纤的装置要求（见C.1.2.3）：-增加了公式（E.I)（见E.1)；
-rKaeerkca-
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修改『公式(E.2)（见E.4.2008年版的D.4)；一修改了表F.1、表F.2及表F.3中的数据（见附录F,2008年版的表E.1、表E.2及表E.3）。本部分使用重新起草法修改采用1EC）60793-1-15：2017《光纤第15部分：测量方法和试验程序模场径》。
本部分与IEC60793145:2017相比在结构上有较多调整，附录A中列山了本部分与IEC60793145：2017的章条编号对照-览。本部分与1EC60793-1-45：2017相比的技术性差只及其原因如下：关于舰范性引用支件，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，调整的情况集中反映在第2章“规范性引用文件”中,具体调整如下：·删除「IEC607932（见IEC文件的第2章）?用修改采用国际标准的GB/T15972.40—2008代替IEC60793140：2001（见第2章）：一删除了IEC文件第3章\术语和定义”内容和第5章基准测试方法.因为IEC文件中“术语和定义”没有实际内容，儿基准测试方法被合并到本部分第3章\试验方法概述”（见IEC义件的第3章和第5章)；
一出丁考急到连接损耗变化对测量的影响，增加了附录E中对光纤接头的要求（见E.2.6）；一修改「附录E的验证试验章节,增加了等同水平的具体计算公式（见E.4.3），本部分做了下列编辑性修改：
将名称修改为光纤试验方法规范第45部分：传输特性的测量方法和试验程序模场直径》。
请注意本部分的某些内容川能涉及专利。本部分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工业和信息化部提出：本部分由全国道信标准化技术委员会（SAT（485）归口本部分起草单位：烽火科技集团有限公司、成都泰瑞通信设备检测有限公司。不部分主要起草人：刘骋、姚顺、甘露、十冬香、李琳堂、干愿亮、谢校臻、珩：本部分所代替标准的历次发布情况为：GB/T15972.45—2008
iiKaeerkAca-
1范围
光纤试验方法规范第45部分：
传输特性的测量方法和试验程序模场直径
GB/T15972.45—2021
GB/T15972的本部分规定了光纤模场白径的试验方法：确立了对试验装置、注入条件、程序、计算方法和结果的统·要求。
本部分适用于1类单模光纤模场直径的测量，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Ⅱ期的引用文件，仅注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/T15972.402008光纤试验方法规范第40部分：传输特性和光学特性的测量方法和试验程序衰减(IEC60793140:2001,MOD)3试验方法概述
模场直径(MFI))测量是在光纤横截面导模的电磁场强度的横截而范围.模场直径(MFI))被定义为远场强度分布的积分比，即被得曼第二定义（Petermann Ⅱ）模场占径（MFD)川在远场用远场光强分布PF（0）、五补孔径功率传输晰数α（0)和准近场用近场光强分布f(r)来测定。不同试验方法之间的数学等效性如图1所示：远场扫描
没汉克尔变损
可变孔径技术
近场扫描
图1模场直径三种试验方法之间的数学变换关系测量单模光纤模场直径有如下四种试验方法：方法A：直接远场扫描法；
方法13:远场可变孔径法；
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GB/T 15972.45—2021
一方法（：近场扫描法：
一方法D:用光时域反射计的双向后向散射法，方法A是测量单模光纤模场直径的基准试验方法（RTM）。它直接按照彼得曼第二定义，通过测量光纤远场辐射图计算出单模光纤的模场古径。该方法可以作为基准测试方法，用以裁测试误差所引起的争议
方法B是测量单模光纤模场古径的替代试验方法（ATM)。它通过测量光功率穿过不同尺寸孔径的二维远场图计算出单模光纤的模场古径，计算模场直径的数学基础是彼得曼第二定义，方法（是测量单模光纤模场古径的替代试验方法（ATM），它通过测量光纤径向近场图计算出单模光纤的模场直径.计算模场古径的数学基础是彼得曼第二定义。方法ID不适合用作测量未知类型和设计结构光纤的模场百径，以上四种方法均适用于T作在1310nm波段或1550nm波段的[3类单模光纤4试验装置
4.1概述
以下对测量装置的要求为模场直径的四种测量方法所共有,在附录13.附录（、附录I)和附录E中还分别给出「对每种试验方法的装置框图和特定要求4.2光源
对于方法A、方法和方法（，应采用合适的相干或非相干光源，例如半导休激光器或经充分滤光的光源，在完成测量过程的时间内，光源的辐射强度和波长应保持稳定。如需要，可采用单色仪和十涉滤光器选择波长，除非另有规定.光源谱线的半幅全宽（FWHM)应不大于10 nm。对于方法D.见附录E中的要求。
4.3注入光学系统
对于方法A、方法B和方法C.所用光注入装置成足以波励起基模.例如采用光学透镜系统或尾纤来激励被试光纤：为使帮合进被试光纤的功率对其输人端而的位置不敏感，可在空间和负度上对被试光纤注入需进行满注人。如果采用捕入法对接，则成在尾纤和被鼠光纤之间使用折射率匹配材料以避免「涉效应：测量期问，耦合应保持稳定。对于方法D.见附录E中的要求，
4.4输入定位装置
成采用合适的方式对光纤输入端和光源的合位置进行精密调节.如23方向微调架，或机械梯合器件如连接器、真空吸附固定夹具、棒接头等。测量期问，光纤的位置应保持稳定，4.5包层模剥除器
应采用包层模刺除器.以滤除包层模。当涂料折射率等丁或大丁光纤包层折射率时，就不需要包层模剥除器。
4.6高阶模剥除器
应采用一种方法滤除大丁或等丁试样截止波长范周内的高阶模。例如.将被试光纤绕一半径为30mtm的单圈对丁大多数B1.1至B6类型光纤来说通常是足够的。对丁有些弯曲性能史好的B6类光纤，川以来用史小半径、多圈弯曲或史长试样长度来刺除高阶模。2
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4.7输出定位装置
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应采用一种稳定的、能使光纤输出端而精确对中的调节方法，使得在测量波长1，输出光束能以合适的方式聚焦在检测器的接收而上。耦合时可选用光学透镜或用机械连接器同检测器尾纤连：成提供诺如具有十宁对准线的侧视显微镜或摄像机之类的装置·使光纤定位在离孔径距离固定的位置「如果通过真空吸附固定夹具之类的装置使光纤的侧面受限制（这主要取决丁光探测器的尺寸），那么只需要提供纵向调节即可。
4.8输出光学系统
分别见附录、附录（附录)和附录E中的说明4.9检测器
分别见附录B附录C、附录D和附录E中的说明4.10计算机
使用计机进行设备控制、光强采集和数据处理等，以获最终测量结果，其体细节分别见附录B、附录C、附录卫)和附录E中的说明。5试样和试样制备
5.1试样长度
对于方法A、方法B和方法C,多数B1.1至B6类型光纤的试样长度成该是口知的，典型长度为2m+0.2m。对于有些弯曲性能更好的136类光纤可以采用更长试样长度（例如22m）米剥除高阶模，对于方法D.试样长度成超过（或所在位置超过OTLR的测量育区：光纤两端成易于操作其体要求见（G13/115972.10—2008方法（的说明5.2试样端面
试样的输人端而和输出端应平整、光滑，输出端面与光红轴应有很好的垂直度6试验程序
分别州附录B、附录附录D和附录E中的方法7计算
7.1总则
以下给出了用方法A、方法B和方法C三种测量方法计算模场直径的基本等式.附录B、附录C、附录D和附录E巾分别给出「模场古径的其体计算程序。在附录F中分别提供厂组用方法A、方法B和方法所采集的数据和利用这些数据计算模场直径的结果范例。7.2方法A——直接远场扫描法
由远场光强分布确定模场直径（2W.）的彼得曼第二定义（PelermannⅡ），模场直径il算如公式3
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(1)所示：
式中：
模场占径，单位为微米（um)；
远场光强分布；
P,(0)sin (0)cos (0)do
P.(0) sin(0)cos (0)do
测量波长.单位为微米(μm)；
光纤远场测量角，单位为度（\)。注：上式的积分限为0到
（1）
，是理解为该积分在门变量的限是内不被截断。但是随着门变量的增大，被积两数很快趋近于零，实际积分上限只要取某个9即可。用远场法测量单模光纤的模场直径分两个步骤，首先测量出光纤的远场光强分布，然后根批PetermannⅡ远场定义式，用采集到的远场数据通过数学程序进行积分运算，计算模场占径，附录F中提供了用直接远场扫描法测量时的一组采样数据和模场直径的计算结果。采样数据以叠合远场辐射功率P，（9)和成的角度丽数的形式给出，用这组数据可校验已建立的积分运算程序的计算结果。
7.3方法B——远场可变孔径法
由远场可变孔径法测得的互补孔径功率传输丽数α（）确定模场直径（2W)的等效式如公式（2）所示：
式中：
式中：
P(max)
测量波长，单位为微米（um)；
α(a:)）
孔径光阐所在平面到光纤端面的距离，单位为毫米（mm）；五补孔径功率传输函数，其让算式如公式（3)所示：α(）1
P(max)
透过孔径光阑的光功率，其孔径半径为，或者远场测量角为0：透过最大孔径的光阐的光功率，孔径光的半径.单位为毫米（mm）.其计算式如公式（4)所示：r=Dtan(0)
公式(2)的另一个等效表达式如公式(5)所示：2W.
α(0)sin（20)do
（3）
用远场可变孔径法测量单模光纤的模场点径分两个步骤：首先测量出透过不同寸孔径光闹的远场辐射光功率，然后用这些远场数据通过数学程序计算模场占径。计算模场直径的数学基础是基于公式(1)的彼得曼第二定义。公式(2)和公式(5)可以由公式(1)积分推导求出，
7.4方法C——近场扫描法
近场光强分布确定模场点径(2W，)的等效表达式如公式(6)所示：KaeerkAca-
式中：
径向坐标，单位为微米（um)；
近场光强分布，
fe(r)dr
[df(r)
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注：「式中的积分1限为无穷大，是现解为该积分在自变量的限定内不被断。但是随着自变量的增大，被积函数很快趋近于零，实际积分上限只要取某个即可。在计算微商时可使川数据拟合技术，用近场扫描法测量单模光纤的模场直径分两个步骤：百先测得光纤的径向近场光强分布，然后用这些近场数据通过数学程序计算模场直径。计算模场自径的数学基础是基丁公式（1)的彼得受第二定义：近场（r）和远场F（0)形成一个汉克尔对，通过汉克尔变换和公式P，=F(9)可以使公式(1)和公式（6)相互转换，8结果
测量结果报告
测量结果报告应包括下列内容：试验名称；
试样识别号：
光源波长；
诚验结果：
被测光纤类型：
判定标准：
一试验日期和操作人员。
8.2如有需要，报告中也可包括下列内容以下信息叫应要求提供下列内容：所用试验方法（方法A、方法B、方法C或方法D);光源类型和FWIIW谱宽：
仪器型号说明；
计算技术细节：
试验装置最近校准日期；
失效或验收标准；
一需要报告的信息：
与所采用实验程序的任何偏差：5
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附录A
（资料性附录）
本部分与IEC60793-1-45：2017相比的结构变化情况本部分与IEC60793145：2017租比在结构上有部分调整，其体章条对照情况见表A.1表A.1本部分与IEC60793-1-45：2017的章条编号对照情况本部分章条编号
附录A
附录B
附浆C
附求D
附录E
附录F
KaeerkAca-
对应的IEC60793145：2017章条编号1
附录A
阴录C
附录）
附录E
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中华人民共和国国家标准
GB/T15972.45—2021
代替G13/T15972.452008
光纤试验方法规范
第45部分：
传输特性的测量方法和试验程序模场直径
Specifications for optical fibre test methods-Part 45: Measurement methods and test procedures for transmissioncharacteristics-Mode field diameter(IEC 60793-l-45:2017, Optical libres—Part 1-45:Mcasurcmcnt mcthods and tcst proccdurcs Mode ficld diamctcr, 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
-riKacerKAca-
规范性引用文件
试验方法概述
试验装置
试样和试样制备
试验程序
8结果
附录A（资料性附录）本部分与IEC60793-1-45：2017相比的结构变化情况附录13（规范性附录）方法A———用直接远场法测量模场直径的特定要求附录C（规范性附录）
-用远场川变孔径法测量模场占径的特定要求方法B
附录D（规范性附录）方法（一
一用近场扫描法测量模场直径的特定要求附录E（规范性附录）方法D一用光时域反射计测量模场占径的特定要求附录F（资料性附录）
采样数据和计算结果
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GB/T 15972.45—2021
-riKacerKAca-
GB/T15972.45—2021
GB/T15972≤光纤试验方法规范》由若干部分组成，其预期结构及对应的国际标准为：第10部分~~第19部分：测量方法和试验程序总则（刘应IEC60793-1-10至IEC60793-119);
第20部分～第29部分：尺寸参数的测量方法和试验程序（对应IEC60793-1-20至IEC60793-129);
第30部分~~第39部分：机械性能的测量方法和试验程序（对成1EC60793-1-30至1FC60793-1-39);
第40部分～第49部分：传输特性的测量方法和试验程序（对应IEC60793-1-40至IEC60793-149);
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IEC60793-159)
其中G13/T15972.10-~49由以下部分组成：第40部分：传输特性的测量方法和试验程序衰减：
第41部分：传输特性的测量方法和试验程序带宽，
一第42部分：传输特性的测量方法和试验程序第43部分：传输特性的测量方法和试验程序第44部分：传输特性的测量方法和试验程序第15部分：传输特性的测量方法和试验程序第46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第48部分：传输特性的测量方法和试诚验程序第49部分：传输特性的测量方法和试验程序本部分为GB/T15972的第45部分。本部分按照G[3/T1.12009给出的规则起草。波长色散；
数值孔径：
截止波长；
模场直径：
透光率变化：免费标准bzxz.net
宏弯损耗；
偏振模色散：
微分模时延。
本部分代替GB/T15972.45一2008《光纤试验方法规范第45部分：传输特性和光学特性的测量方法和试验程序模场直径》。本部分与G3/T15972.15—2008村比主要技术变化如下：修改了标准的名称；
一增加了试验装置的概述（见4.1)；增川了高阶模剥除器中对136光纤的试样要求（见1.6）：增加了试样长度中对B6光纤的试样要求（见5.1)；一修改「B1.1至B6类型光纤的试样长度要求（见5.1,2008年版的5.1)；一增加了附录A本部分与IEC60793-1-15：2017相比的结构变化情况（见附录A)；增加了附录B中的计算机章节（见B.1.3)；-增加广附录B、C和D 巾的采样数抛章节(见B.4.C.4和LD.4)：增加广附录（中对测量136类光纤的装置要求（见（.1.2.2)；删除了对B3类光纤的装置要求（见2008年版的B.1.2.2)，增川了对B5类光纤的装置要求（见C.1.2.3）：-增加了公式（E.I)（见E.1)；
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GB/T 15972.45—2021
修改『公式(E.2)（见E.4.2008年版的D.4)；一修改了表F.1、表F.2及表F.3中的数据（见附录F,2008年版的表E.1、表E.2及表E.3）。本部分使用重新起草法修改采用1EC）60793-1-15：2017《光纤第15部分：测量方法和试验程序模场径》。
本部分与IEC60793145:2017相比在结构上有较多调整，附录A中列山了本部分与IEC60793145：2017的章条编号对照-览。本部分与1EC60793-1-45：2017相比的技术性差只及其原因如下：关于舰范性引用支件，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，调整的情况集中反映在第2章“规范性引用文件”中,具体调整如下：·删除「IEC607932（见IEC文件的第2章）?用修改采用国际标准的GB/T15972.40—2008代替IEC60793140：2001（见第2章）：一删除了IEC文件第3章\术语和定义”内容和第5章基准测试方法.因为IEC文件中“术语和定义”没有实际内容，儿基准测试方法被合并到本部分第3章\试验方法概述”（见IEC义件的第3章和第5章)；
一出丁考急到连接损耗变化对测量的影响，增加了附录E中对光纤接头的要求（见E.2.6）；一修改「附录E的验证试验章节,增加了等同水平的具体计算公式（见E.4.3），本部分做了下列编辑性修改：
将名称修改为光纤试验方法规范第45部分：传输特性的测量方法和试验程序模场直径》。
请注意本部分的某些内容川能涉及专利。本部分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工业和信息化部提出：本部分由全国道信标准化技术委员会（SAT（485）归口本部分起草单位：烽火科技集团有限公司、成都泰瑞通信设备检测有限公司。不部分主要起草人：刘骋、姚顺、甘露、十冬香、李琳堂、干愿亮、谢校臻、珩：本部分所代替标准的历次发布情况为：GB/T15972.45—2008
iiKaeerkAca-
1范围
光纤试验方法规范第45部分：
传输特性的测量方法和试验程序模场直径
GB/T15972.45—2021
GB/T15972的本部分规定了光纤模场白径的试验方法：确立了对试验装置、注入条件、程序、计算方法和结果的统·要求。
本部分适用于1类单模光纤模场直径的测量，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Ⅱ期的引用文件，仅注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/T15972.402008光纤试验方法规范第40部分：传输特性和光学特性的测量方法和试验程序衰减(IEC60793140:2001,MOD)3试验方法概述
模场直径(MFI))测量是在光纤横截面导模的电磁场强度的横截而范围.模场直径(MFI))被定义为远场强度分布的积分比，即被得曼第二定义（Petermann Ⅱ）模场占径（MFD)川在远场用远场光强分布PF（0）、五补孔径功率传输晰数α（0)和准近场用近场光强分布f(r)来测定。不同试验方法之间的数学等效性如图1所示：远场扫描
没汉克尔变损
可变孔径技术
近场扫描
图1模场直径三种试验方法之间的数学变换关系测量单模光纤模场直径有如下四种试验方法：方法A：直接远场扫描法；
方法13:远场可变孔径法；
-rKaeerkca-
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一方法（：近场扫描法：
一方法D:用光时域反射计的双向后向散射法，方法A是测量单模光纤模场直径的基准试验方法（RTM）。它直接按照彼得曼第二定义，通过测量光纤远场辐射图计算出单模光纤的模场古径。该方法可以作为基准测试方法，用以裁测试误差所引起的争议
方法B是测量单模光纤模场古径的替代试验方法（ATM)。它通过测量光功率穿过不同尺寸孔径的二维远场图计算出单模光纤的模场古径，计算模场直径的数学基础是彼得曼第二定义，方法（是测量单模光纤模场古径的替代试验方法（ATM），它通过测量光纤径向近场图计算出单模光纤的模场直径.计算模场古径的数学基础是彼得曼第二定义。方法ID不适合用作测量未知类型和设计结构光纤的模场百径，以上四种方法均适用于T作在1310nm波段或1550nm波段的[3类单模光纤4试验装置
4.1概述
以下对测量装置的要求为模场直径的四种测量方法所共有,在附录13.附录（、附录I)和附录E中还分别给出「对每种试验方法的装置框图和特定要求4.2光源
对于方法A、方法和方法（，应采用合适的相干或非相干光源，例如半导休激光器或经充分滤光的光源，在完成测量过程的时间内，光源的辐射强度和波长应保持稳定。如需要，可采用单色仪和十涉滤光器选择波长，除非另有规定.光源谱线的半幅全宽（FWHM)应不大于10 nm。对于方法D.见附录E中的要求。
4.3注入光学系统
对于方法A、方法B和方法C.所用光注入装置成足以波励起基模.例如采用光学透镜系统或尾纤来激励被试光纤：为使帮合进被试光纤的功率对其输人端而的位置不敏感，可在空间和负度上对被试光纤注入需进行满注人。如果采用捕入法对接，则成在尾纤和被鼠光纤之间使用折射率匹配材料以避免「涉效应：测量期问，耦合应保持稳定。对于方法D.见附录E中的要求，
4.4输入定位装置
成采用合适的方式对光纤输入端和光源的合位置进行精密调节.如23方向微调架，或机械梯合器件如连接器、真空吸附固定夹具、棒接头等。测量期问，光纤的位置应保持稳定，4.5包层模剥除器
应采用包层模刺除器.以滤除包层模。当涂料折射率等丁或大丁光纤包层折射率时，就不需要包层模剥除器。
4.6高阶模剥除器
应采用一种方法滤除大丁或等丁试样截止波长范周内的高阶模。例如.将被试光纤绕一半径为30mtm的单圈对丁大多数B1.1至B6类型光纤来说通常是足够的。对丁有些弯曲性能史好的B6类光纤，川以来用史小半径、多圈弯曲或史长试样长度来刺除高阶模。2
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4.7输出定位装置
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应采用一种稳定的、能使光纤输出端而精确对中的调节方法，使得在测量波长1，输出光束能以合适的方式聚焦在检测器的接收而上。耦合时可选用光学透镜或用机械连接器同检测器尾纤连：成提供诺如具有十宁对准线的侧视显微镜或摄像机之类的装置·使光纤定位在离孔径距离固定的位置「如果通过真空吸附固定夹具之类的装置使光纤的侧面受限制（这主要取决丁光探测器的尺寸），那么只需要提供纵向调节即可。
4.8输出光学系统
分别见附录、附录（附录)和附录E中的说明4.9检测器
分别见附录B附录C、附录D和附录E中的说明4.10计算机
使用计机进行设备控制、光强采集和数据处理等，以获最终测量结果，其体细节分别见附录B、附录C、附录卫)和附录E中的说明。5试样和试样制备
5.1试样长度
对于方法A、方法B和方法C,多数B1.1至B6类型光纤的试样长度成该是口知的，典型长度为2m+0.2m。对于有些弯曲性能更好的136类光纤可以采用更长试样长度（例如22m）米剥除高阶模，对于方法D.试样长度成超过（或所在位置超过OTLR的测量育区：光纤两端成易于操作其体要求见（G13/115972.10—2008方法（的说明5.2试样端面
试样的输人端而和输出端应平整、光滑，输出端面与光红轴应有很好的垂直度6试验程序
分别州附录B、附录附录D和附录E中的方法7计算
7.1总则
以下给出了用方法A、方法B和方法C三种测量方法计算模场直径的基本等式.附录B、附录C、附录D和附录E巾分别给出「模场古径的其体计算程序。在附录F中分别提供厂组用方法A、方法B和方法所采集的数据和利用这些数据计算模场直径的结果范例。7.2方法A——直接远场扫描法
由远场光强分布确定模场直径（2W.）的彼得曼第二定义（PelermannⅡ），模场直径il算如公式3
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(1)所示：
式中：
模场占径，单位为微米（um)；
远场光强分布；
P,(0)sin (0)cos (0)do
P.(0) sin(0)cos (0)do
测量波长.单位为微米(μm)；
光纤远场测量角，单位为度（\)。注：上式的积分限为0到
（1）
，是理解为该积分在门变量的限是内不被截断。但是随着门变量的增大，被积两数很快趋近于零，实际积分上限只要取某个9即可。用远场法测量单模光纤的模场直径分两个步骤，首先测量出光纤的远场光强分布，然后根批PetermannⅡ远场定义式，用采集到的远场数据通过数学程序进行积分运算，计算模场占径，附录F中提供了用直接远场扫描法测量时的一组采样数据和模场直径的计算结果。采样数据以叠合远场辐射功率P，（9)和成的角度丽数的形式给出，用这组数据可校验已建立的积分运算程序的计算结果。
7.3方法B——远场可变孔径法
由远场可变孔径法测得的互补孔径功率传输丽数α（）确定模场直径（2W)的等效式如公式（2）所示：
式中：
式中：
P(max)
测量波长，单位为微米（um)；
α(a:)）
孔径光阐所在平面到光纤端面的距离，单位为毫米（mm）；五补孔径功率传输函数，其让算式如公式（3)所示：α(）1
P(max)
透过孔径光阑的光功率，其孔径半径为，或者远场测量角为0：透过最大孔径的光阐的光功率，孔径光的半径.单位为毫米（mm）.其计算式如公式（4)所示：r=Dtan(0)
公式(2)的另一个等效表达式如公式(5)所示：2W.
α(0)sin（20)do
（3）
用远场可变孔径法测量单模光纤的模场点径分两个步骤：首先测量出透过不同寸孔径光闹的远场辐射光功率，然后用这些远场数据通过数学程序计算模场占径。计算模场直径的数学基础是基于公式(1)的彼得曼第二定义。公式(2)和公式(5)可以由公式(1)积分推导求出，
7.4方法C——近场扫描法
近场光强分布确定模场点径(2W，)的等效表达式如公式(6)所示：KaeerkAca-
式中：
径向坐标，单位为微米（um)；
近场光强分布，
fe(r)dr
[df(r)
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注：「式中的积分1限为无穷大，是现解为该积分在自变量的限定内不被断。但是随着自变量的增大，被积函数很快趋近于零，实际积分上限只要取某个即可。在计算微商时可使川数据拟合技术，用近场扫描法测量单模光纤的模场直径分两个步骤：百先测得光纤的径向近场光强分布，然后用这些近场数据通过数学程序计算模场直径。计算模场自径的数学基础是基丁公式（1)的彼得受第二定义：近场（r）和远场F（0)形成一个汉克尔对，通过汉克尔变换和公式P，=F(9)可以使公式(1)和公式（6)相互转换，8结果
测量结果报告
测量结果报告应包括下列内容：试验名称；
试样识别号：
光源波长；
诚验结果：
被测光纤类型：
判定标准：
一试验日期和操作人员。
8.2如有需要，报告中也可包括下列内容以下信息叫应要求提供下列内容：所用试验方法（方法A、方法B、方法C或方法D);光源类型和FWIIW谱宽：
仪器型号说明；
计算技术细节：
试验装置最近校准日期；
失效或验收标准；
一需要报告的信息：
与所采用实验程序的任何偏差：5
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附录A
（资料性附录）
本部分与IEC60793-1-45：2017相比的结构变化情况本部分与IEC60793145：2017租比在结构上有部分调整，其体章条对照情况见表A.1表A.1本部分与IEC60793-1-45：2017的章条编号对照情况本部分章条编号
附录A
附录B
附浆C
附求D
附录E
附录F
KaeerkAca-
对应的IEC60793145：2017章条编号1
附录A
阴录C
附录）
附录E
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