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GD/J 101-2020

基本信息

标准号: GD/J 101-2020

中文名称:光耦合器技术要求和测量方法

标准类别:广播电影电视行业标准(GY)

标准状态:现行

出版语种:简体中文

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相关标签: 耦合 技术 测量方法

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标准简介

GD/J 101-2020.Technical requirements and measurement methods for optical coupler.
本GD/J 101规定了全光纤型分支器件的“光纤宽带耦合器”、“光纤波分复用耦合器”系列产品的技术要求和测量方法。
本GD/J 101适用于全光纤型分支器件的“光纤宽带耦合器”、“光纤波分复用耦合器”系列产品的开发、生产、应用、测量、运行和维护。
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 18311. 2- -2001纤维光学 互连器件和无源器件基 本试验和测量程序第3-2部分 检查和测量:单模纤维光学器件偏振依赖性(IEC 61300-3-2: 1995,IDT)
GB/T 20440- -2006密集波分 复用器/解复用器技术条件
YD/T 964-19981310nm/ 1550nm波分复用器技术要求和测试方法
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1端口port光无源器件的光信号输入口或输出口。
3.2光纤分支器件optical fiber branching device在两根或两根以上光纤之间实现光信号的耦合及再分配的光无源器件。
3.3光纤波分复用耦合器optical fiber wavelength division multiplexing coupler用于实现两个不同波长光信号的复用和解复用功能的光纤器件,也称为“波长选择性光分支器件”。
3.4工作带宽bandwidth器件光学性能指标适用的光波长范围,用纳米(mm) 表示。

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标准内容

中华人民共和国广播电视和网络视听行业技术文件GD/J101—2020
光耦合器技术要求和测量方法
Technical requirements and measurement methods for optical coupler2020-08-31发布
国家广播电视总局科技司
2020-08-31实施
范围,
规范性引用文件
3术语和定义,
4光纤分支器件描述.
4.1光纤宽带耦合器
4.2光纤波分复合耦合器.,
5技术要求..
5.1外观要求..
5.2光学特性
6测量方法。
测量环境,
外观检查.
插入损耗、插入损耗变化量的测量方向性的测量,
通道均匀性的测量
工作波长的测量
工作带宽的测量,
偏振相关损耗的测量
波长隔离度测量,
回波损耗测量,
振动测量:
冲击测量
光缆抗拉测量,
光缆扭转测量
低温测量
高温测量.
高低温循环测量
湿热(静态)测量
水浸泡测量
参考文献
GD/J101—2000
GD/J1012000
本技术文件按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件发布机构不承担识别这些专利的责任。本技术文件由国家广播电视总局科技司归口。本技术文件起草单位:国家广播电视总局广播电视规划院、东方有线网络有限公司、深圳市天威视讯股份有限公司、广东有线广播电视网络有限公司、华数数字电视传媒集团、江苏亨通光电股份有限公司、中天宽带技术有限公司、山东华新通信科技有限公司。本技术文件主要起草人:杨皓月、姚琼、吴钟乐、茹伟光、李强、李世平、杜申利、沈小红、李莉华、张立志。
1范围
光耦合器技术要求和测量方法
GD/J101—2000
本技术文件规定了全光纤型分支器件的“光纤宽带耦合器”、“光纤波分复用耦合器”系列产品的技术要求和测量方法。
本技术文件适用于全光纤型分支器件的“光纤宽带耦合器”、“光纤波分复用耦合器”系列产品的开发、生产、应用、测量、运行和维护。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/T18311.2一2001纤维光学互连器件和无源器件基本试验和测量程序第3-2部分检查和测量:单模纤维光学器件偏振依赖性(IEC61300-3-2:1995,IDT)GB/T20440一2006密集波分复用器/解复用器技术条件YD/T964一19981310nm/1550nm波分复用器技术要求和测试方法3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1
端口port
光无源器件的光信号输入口或输出口。3.2
光纤分支器件opticalfiberbranchingdevice在两根或两根以上光纤之间实现光信号的耦合及再分配的光无源器件。3.3
光纤波分复用耦合器opticalfiberwavelengthdivisionmultiplexingcoupler用于实现两个不同波长光信号的复用和解复用功能的光纤器件,也称为“波长选择性光分支器件”。3.4
工作带宽bandwidth
器件光学性能指标适用的光波长范围,用纳米(nm)表示。3.5
GD/J1012000
光纤宽带耦合器opticalfiberbroadbandcoupler工作带宽大于等于“标称中心波长土40nm”的光纤耦合器3.6
插入损耗insertionloss
光分路器在工作带宽范围内,在规定输出端口的光功率相对全部输入光功率的比值的分贝数,见式(1)。
IL:=-101g
式中:
IL一一第i个输出端口的插入损耗,单位为分贝(dB);Pout一一第i个输出端口的输出光功率,单位为毫瓦(mW):Pin
一输入端口的全部输入光功率,单位为毫瓦(mW)。方向性directivity
在器件正常工作时,输入端非注入光端口的输出光功率与总注入光功率(被测波长)的比值,该值通常用分贝(dB)表示,见式(2)。DLy=-10lg
式中:
一第i端口输入光功率对同一侧非注入光端口j的方向性,单位为分贝(dB);P
第i端口注入光功率,单位为毫瓦(mW):P,—一输入端非注入光端口的输出光功率,单位为毫瓦(m)。3.8
通道均匀性uniformity
用来衡量均分器件的“不均匀程度”的参数,为在工作带宽范围内,均匀分光的光耦合器各输出端口输出光功率的最大变化量,见式(3)。(Pout)
FL=-101g
g(Pout)max
式中:
(Pout)min
(Pout)max
均匀分光的光耦合器的均匀性,单位为分贝(dB);器件输出口中最小输出光功率,单位为毫瓦(mW);器件输出端口中最大输出光功率,单位为毫瓦(mW)。偏振相关损耗polarization dependentloss(3)
传输光信号的偏振态在全偏振态变化时,器件各输出端口输出光功率的最小值与最大值之比,见式(4)。
PDL:=-101g
式中:
(Pouti)minbzxZ.net
(Pouf)max
一第j个输出端口的偏振相关损耗,单位为分贝(dB):GD/J101—2000
(Pouj)min—一第j个输出端口的最小输出光功率,单位为毫瓦(mW),j-1、2.....n;(Poui)max——第j个输出端口的最大输出光功率,单位为毫瓦(mw),j-l、2......n。回波损耗
return loss
光纤分支器引起的后向反射光功率对输入光功率的比值,又称为后向反射损耗,通常用分贝(dB)表示,见式(5)。
RL,=--10lg
式中:
RL一一表示输入端口i的回波损耗,单位为分贝(dB):P一一后向反射光功率,单位为毫瓦(mW):P:一一入射到输入端口i的输入光功率,单位为毫瓦(mW)。4光纤分支器件描述
4.1光纤宽带耦合器
4.1.1分类
光纤宽带耦合器可按照以下方式进行分类:按器件性能覆盖的工作窗口分为单窗口宽带耦合器和双窗口宽带耦合器一按器件工作形态分为树形宽带耦合器(1xN)和星形宽带耦合器(NxN);一按器件引出端口的组态分为尾纤型和连接器型。4.1.2光纤宽带耦合器用光纤
所用光纤一般为单模光纤。
4.2光纤波分复合耦合器
4.2.1分类
.........(5)
熔融拉锥型光纤波分复用耦合器通常为两波长复用/解复用器件。按复用波长的不同主要有下列几种类型:
a)1310nm/1550nm波分复用耦合器;b)1480nm/1550nm波分复用耦合器;980nm/1550nm波分复用耦合器:c)
980nm/1310nm波分复用耦合器。d)
按器件引出端口的组态分为尾纤型和连接器型4.2.2光纤波分复用耦合器用光纤光缆4.2.1中的类型a)和b)采用单模光纤,c)和d)采用截止波长满足980nm(规定工作带宽内)传输为单模的石英光纤。
GD/J101—2000
技术要求
外观要求
外观应平滑、洁净、无油渍、无伤痕和裂纹,整个器件应牢固,引线应无松动,与连接器插拔应平光学特性
1x2或2x2光纤宽带耦合器
光学特性见表1。
1x2或2x2光纤宽带耦合器光学特性性能参数
工作波长(nm)
工作带宽(nm)
插入损耗变化量(dB)
插入损耗(dB)
通道均匀性(dB)
方向性(dB)
偏振相关损耗(dB)
单窗口带宽
1310或1550
≤22.4-11.01g(P×100)
注:上述指标针对0.25mm尾纤型耦合器芯件,不包括连接器损耗,指标要求
双窗口带宽
1310和1550
≤24.0-11.81g(P×100)
“P是以百分比表示的相关一端的光功率百分数,如某一端的光功率为50%,则IL=22.4-11.01g(50%×100)=3.7(dB)。
针对均匀分光器件。
1xN(N>2)树型光纤宽带耦合器光学特性见表2。
表21xN(N>2)树型光纤宽带耦合器光学特性性能参数
工作波长(nm)
工作带宽(nm)
插入损耗(dB)h
通道均匀性(dB)
方向性(dB)
偏振相关损耗(dB)
”不包括连接器损耗。
中针对均匀分光器件。
单窗口宽带
1310或1550
≤0.5+3.51og2N
≤1.0+0.71ogaN
指标要求
双窗口宽带
1310和1550
≤0.6+3.61og2N
≤1.5+0.7logaN
≤0.1 (1+logN)
NxN(N>2)星型光纤宽带耦合器5.2.3
光学特性见表3。
性能参数
工作波长(nm)
工作带宽(nm)
插入损耗(dB)
通道均匀性(dB)“
方向性(dB)
偏振相关损耗(dB)
”不包括连接器损耗。
*针对均匀分光器件。
光纤波分复用耦合器
光学特性见表4。
性能参数
工作波长(nm)
工作带宽(nm)
插入损耗(dB)
波长隔离度(dB)
方向性(dB)
回波损耗(dB)
偏振相关损耗(dB)
NxN(N>2)星型光纤宽带耦合器光学特性指标要求
单窗口宽带
1310或1550
≤1.0+3.5logN
≤1.0+0.71ogaN
≤0.1(1+1ogN)
光纤波分复用耦合器光学特性
指标要求
类型a)
1310/1550
类型b)
1480/1550
波分复用耦合器均为单级(非级连)基本型器件,全全光纤结构。
插入损耗值为0.25mm尾纤型芯件指标,不包括连接器损耗。回波损耗指器件本身的指标,若端口为连接器,则连接器回波损耗应优于40dB。5.2.5
环境和机械性能
环境和机械性能测量后的插入损耗变化量要求见表5GD/J101—2000
双窗口宽带
1310和1550
≤0.9+3.61ogaN
≤1.5+0.71og2N
类型e)
980/1550
表5环境和机械性能测量后的插入损耗变化量要求测量项目
振动测量
冲击测量
插入损耗变化量
≤0.1logaN
≤0.1log2N
类型d)
980/1310
GD/J1012000
测量方法
测量环境
环境条件如下:
测量项目
湿热测量
高温测量
低温测量
高低温循环测量
光缆抗拉测量
光缆扭转测量
水浸泡测量
温度:15℃~35℃;
相对湿度:25%~75%:
大气压力:86kPa~106kPa。
外观检查
检测方法:目测法。
3插入损耗、插入损耗变化量的测量6.3
基准法
6.3.1.1测量框图
测量框图见图1。
滤膜单元
表5(续)
临时接点
a)输出端口光功率的测量
插入损耗变化量
≤0.11og2N
≤0.21og.N
≤0.2logN
≤0.21ogaN
≤0.1log.N
≤0.1log.N
≤0.11og.N
光功率计
6.3.1.2测量步骤
测量步骤如下:
滤膜单元
滤膜单元
临时接点
b)切断器件尾纤
临时接点
c)输入光功率测量
图1插入损耗、插入损耗变化量测量框图L
GD/J101—2000
光功率计
光功率计
按图1中a)装置测量并记录第i输出端口的输出光功率Pouti,L为输入端尾纤长度,L为输a)
出端尾纤长度:
按图1中b)所示,在距离临时接点右边A处切断器件尾纤,临时接点与A处之间的距离L3应不少于30cm;
按图1中c)所示,从测量装置中取出光耦合器,制备好切断点中的光纤端面,使光纤端面与检测单元相耦合,测量并记录输入光功率Pin:按式(1)计算相关端口的插入损耗:插入损耗变化量即为试验后插入损耗与试验前插入损耗之差,为负数时则为零。替代法—熔接法
测量框图
测量框图见图2。
滤膜单元
a)输入光功率的测量
光功率计
GD/J1012000
6.3.2.2测量步骤
测量步骤如下:
滤膜单元
临时接点
b)输出端口光功率的测量
图2插入损耗、插入损耗变化量测量框图L
光功率计
测量系统清零,制备好滤模单元输出光纤端面,使光纤端面与检测单元相耦合,测量并记录输入光功率Pm,如图2中a)所示:
在滤模单元后面的尾纤熔接入被测器件,如图2中b)所示,L,为输入端尾纤长度,L2为输出端尾纤长度:
测量并记录第i输出端口的输出光功率Poutit输出光功率Pouti与输入光功率Pn之差则为相关端口的插入损耗:插入损耗变化量即为试验后插入损耗与试验前插入损耗之差,为负数时则为零6.4方向性的测量
测量框图
测量框图见图3。
6.4.2测量步骤
光耦合器
滤膜单元
输入光功率的测量
临时接点
光功率计
光功率计
滤波单元
同侧端口输出光功率的测量
图3方向性的测量框图
测量步骤如下:
GD/J101—2000
a)测量系统清零,制备好滤模单元输出光纤端面,使光纤端面与检测单元相耦合,测量并记录输入光功率P,如图3中a)所示:
将滤模单元后面的尾纤与被测器件的i端口熔接,j端口与功率计连接,如图3中b)所示:测量并记录第j端口的输出光功率P:c
d)由式(2)计算相关端口的方向性。6.5通道均匀性的测量
按6.3.1或6.3.2规定的测量方法,分别在输入波长条件下,测量光耦合器各输出端口的插入损耗值,其最大值与最小值的差便是器件的通道均匀性。对于在多个波长下测量的情况,选择其中的最大值作为被测光耦合器的通道均匀性,指标应满足表1或表2的要求。6.6工作波长的测量
测试中所用的光源应是规定波长的激光器光源,性能指标满足:-输出功率:≥-3dBm;
中心波长:(1310±0.02)nm/(1550±0.02)nm-30dB谱宽:≤5nm(入=1310nm)10nm(入=1550nm):功率稳定度:优于土0.05dB(-10℃~50℃、1h)将光源波长分别调制1310nm和1550nm与光耦合器连接,测输出的插入损耗6.7工作带宽的测量
6.7.1测量框图
测量框图见图4。
宽带光源
6.7.2测量步骤
测量步骤如下:
滤膜单元
图4:器件工作带宽测量框图
a)打开各有源部件(宽带光源、光谱分析仪)预热:L
光谱分析仪
b)待有源部件稳定后,首先直接连接宽带光源和光谱分析仪,在各被测样品测量涉及的光谱区存储光谱曲线Pi,测量条件可以采用:分辨率为1nm或10nm、开始和终止波长刚好覆盖所规定的通带宽度:
按图4连接测量系统,注意F、F2、F.三段应采用同种光纤类型:d)
在b)选定的光谱区,光谱分析仪进行测量扫描,获得光谱曲线P2;在光谱分析仪中执行P2一P功能,得到被测样品的插入损耗随波长变化的光谱特性:从光谱区记录被测样品插入损耗及隔离度的变化量,在表1~表4规定的器件指标范围内,读9
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