GB-T 43929-2024 空間用纖維光學器件測試指南

ICS49.035CCSV25中華人民共和國國家標準GB/T43929—2024空間用纖維光學器件測試指南Testingguidelinesoffibreopticcomponentsforspaceapplication2024-04-25發(fā)布2024-08-01實施國家市場監(jiān)督管理總局國家標準化管理委員會ⅠGB/T43929—2024前言 Ⅲ1范圍 12規(guī)范性引用文件 13術語和定義 24總則 24.1測試目的 24.2測試類型 24.3測試環(huán)境 24.4測試人員 24.5測試文件 24.6測試儀器 34.7測試過程 34.8測試文件編寫 35測試項目 35.1常溫光電指標測試 35.2環(huán)境適應性測試 66測試方法 96.1常溫光電指標測試 96.2試驗中測試 177測試注意事項 267.1測試前準備 267.2測試中器件防護 277.3其他防護 27ⅢGB/T43929—2024本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分:標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。本文件由全國宇航技術及其應用標準化技術委員會(SAC/TC425)提出并歸口。本文件起草單位:北京航天時代光電科技有限公司、中國航天時代電子有限公司。1GB/T43929—2024空間用纖維光學器件測試指南1范圍本文件提供了空間用纖維光學器件的測試總則、測試項目、測試方法、測試注意事項等指導。試,其他應用領域參照執(zhí)行。注:文中纖維光學器件包括帶光纖尾纖的光發(fā)射器件及組件、光電探測器件及組件、光處理器件及組件。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,僅該日期對應的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T12512—1990纖維光學衰減器第1部分:總規(guī)范GB/T13265.1—1997纖維光學隔離器第1部分:總規(guī)范GB/T14733.12電信術語光纖通信GB/T16850.1光放大器試驗方法第1部分:單波道光放大器功率和增益參數GB/T16850.3光放大器試驗方法第3部分:單波道光放大器噪聲參數GB/T16850.4光纖放大器試驗方法基本規(guī)范第4部分:模擬參數—增益斜率的試驗方法GB/T16850.5光纖放大器試驗方法基本規(guī)范第5部分:反射參數的試驗方法GB/T16850.6光纖放大器試驗方法基本規(guī)范第6部分:泵浦泄漏參數的試驗方法GB/T16850.7光纖放大器試驗方法基本規(guī)范第7部分:帶外插入損耗的試驗方法GB/T18311.2纖維光學互連器件和無源器件基本試驗和測量程序第3-2部分:檢查和測量單模纖維光學器件偏振依賴性GB/T18311.4纖維光學互連器件和無源器件基本試驗和測量程序第3-4部分:檢查和測量衰減GB/T18311.5纖維光學互連器件和無源器件基本試驗和測量程序第3-5部分:檢查和測量衰減對波長的依賴性GB/T18311.6纖維光學互連器件和無源器件基本試驗和測量程序第3-6部分:檢查和測量回波損耗GB/T18311.40纖維光學互連器件和無源器件基本試驗和測量程序第3-40部分:檢查和測量帶保偏光纖尾纖連接器的消光比GB/T24365—2009通信用光電探測器組件測試方法GB/T31359—2015半導體激光器測試方法GB/T38313宇航用纖維光學器件設計與驗證要求SJ/T2749—2016半導體激光二極管測試方法SJ20785—2000超輻射發(fā)光二極管組件測試方法SJ20869—2003鈮酸鋰集成光學波導調制器測試方法YD/T894.2—2010光衰減器技術條件第2部分:光可變衰減器2GB/T43929—2024YD/T964—19981310nm/1550nm波分復用器技術要求和測試方法YD/T1689—2007機械式光開關技術要求和測試方法YD/T3128—2016通信用基于波長檢測的光纖布拉格光柵3術語和定義GB/T14733.12、GB/T38313界定的術語和定義適用于本文件。4總則4.1測試目的器件測試目的如下:a)驗證器件是否滿足該器件詳細規(guī)范、用戶技術文件或合同的要求;b)發(fā)現器件缺陷,用于改進器件設計和生產工藝;c)發(fā)現器件失效原因,用于進行產品的失效分析。4.2測試類型器件測試類型包括以下內容。a)常溫性能測試:常溫試驗室環(huán)境下測試器件的各種性能指標。b)環(huán)境適應性測試:測試規(guī)定的環(huán)境條件對器件性能指標的影響。環(huán)境條件一般包含溫度、力注:在測試條件允許的情況下,測試盡可能采取實時連續(xù)采集的方式。4.3測試環(huán)境4.3.1常規(guī)測試大氣條件常規(guī)測試大氣條件:a)溫度:18℃~28℃;b)氣壓:86kPa~106kPa;c)相對濕度:30%~70%。4.3.2仲裁測試大氣條件如被測器件參數取決于溫度、氣壓、濕度,則宜在以下仲裁測試大氣條件下進行測試:a)溫度:25℃±1℃;b)氣壓:86kPa~106kPa;c)相對濕度:45%~55%。4.4測試人員測試人員宜滿足:a)經過培訓和崗位考試并取得上崗證后才能參加測試工作;b)每次測試前,測試人員按規(guī)定對測試儀器、工具、測試作業(yè)文件進行檢查后才能進行測試。4.5測試文件測試文件宜滿足:3GB/T43929—2024a)對測試現場文件進行管理,保證現場測試文件齊全且現行有效;b)測試文件的管理由非測試執(zhí)行者的專人執(zhí)行。4.6測試儀器測試儀器宜滿足:a)有檢定合格證,并在有效期內;b)保證現場測試儀器的準確度、精度和量程滿足測試要求。4.7測試過程測試過程宜滿足:a)不定期檢查是否按測試指導文件進行測試;b)當發(fā)生異常現象或不合格器件較多時,宜停止測試,并報告有關部門,查出原因后再繼續(xù)進行。4.8測試文件編寫測試全過程宜編寫的測試文件包括測試大綱、測試細則或測試作業(yè)指導書、測試數據跟蹤卡或記錄單、測試異常分析報告(若有)、測試總結報告等。5測試項目5.1常溫光電指標測試5.1.1光發(fā)射器件及組件測試項目選擇包括帶光纖尾纖的光發(fā)射半導體激光二極管光源及組件(LD)、超輻射發(fā)光二極管光源及組件(SLD)、摻鉺光纖光源(ASE)。常溫下光電性能測試項目見表1。表1光發(fā)射器件及組件測試項目器件類型測試項目測試方法說明LD輸出光功率GB/T31359—2015中5.1—峰值功率GB/T31359—2015中5.3脈沖激光器工作電流GB/T31359—2015中5.7 工作電壓GB/T31359—2015中5.8 峰值波長GB/T31359—2015中5.13 中心波長GB/T31359—2015中5.15對稱型光譜光譜寬度(-13dB)GB/T31359—2015中5.14 邊模抑制比GB/T31359—2015中5.22 偏振度GB/T31359—2015中5.16—閾值電流GB/T31359—2015中5.9—災變性光學鏡面損傷(COD)閾值SJ/T2749—2016中5.7 重復頻率GB/T31359—2015中5.17脈沖激光器脈沖寬度GB/T31359—2015中5.18脈沖激光器4GB/T43929—2024表1光發(fā)射器件及組件測試項目(續(xù))器件類型測試項目測試方法說明SLD輸出光功率SJ20785—2000中2001—工作電流GB/T31359—2015中5.7—工作電壓SJ20785—2000中1001—中心波長GB/T31359—2015中5.15對稱型光譜平均波長不規(guī)則光譜光譜寬度(-3dB)SJ20785—2000中2003 光譜調制系數SJ20785—2000中2004 光譜波紋 偏振消光比SJ20785—2000中2005 ASE輸出光功率SJ20785—2000中2001—工作電流GB/T31359—2015中5.7—平均波長—光譜寬度(加權)—偏振消光比SJ20785—2000中2005 5.1.2光電探測器件及組件包括帶光纖尾纖的、多種波段的、光電二極管探測器(PIN)和雪崩光電二極管探測器(APD)光電探測器件及組件,常溫光電性能測試項目見表2。表2光電探測器件及組件測試項目序號測試項目測試方法說明1電流響應度GB/T24365—2009中4.3.10—2電壓響應度組件3光譜響應度GB/T24365—2009中4.3.1—4暗電流GB/T24365—2009中4.3.11—5無光噪聲電壓組件6靈敏度GB/T24365—2009中4.3.2 7動態(tài)范圍GB/T24365—2009中4.3.3 8飽和光功率GB/T24365—2009中4.3.3 9光回波損耗GB/T24365—2009中4.3.5 10頻率帶寬GB/T24365—2009中4.3.6組件5.1.3光處理器件及組件包括用于光傳輸和光處理的無源纖維光學器件,常溫光電性能主要測試見表3。5GB/T43929—2024表3光處理器件及組件測試項目器件類型測試項目測試方法說明光纖隔離器工作波段及帶寬GB/T13265.1—1997中4.5.7—插入損耗GB/T13265.1—1997中4.5.3—隔離度GB/T13265.1—1997中4.5.4—光回波損耗GB/T13265.1—1997中4.5.6 光纖衰減器工作波段及帶寬GB/T12512—1990中27.4 衰減GB/T12512—1990中27.2等同插入損耗衰減精度YD/T894.2—2010中5.3.7 光回波損耗GB/T12512—1990中27.3 動態(tài)范圍YD/T894.2—2010中5.3.7可變衰減器分辨率YD/T894.2—2010中5.3.7光調制器件工作波段及帶寬GB/T18311.5—插入損耗SJ20869—2003中方法1001—半波電壓SJ20869—2003中方法1004—殘余強度調制SJ20869—2003中方法1006 波形斜度 帶寬SJ20869—2003中方法1005 分光比SJ20869—2003中方法1002 偏振串音SJ20869—2003中方法1003 光回波損耗SJ20869—2003中方法1007 光纖耦合器工作波段及帶寬GB/T18311.5—插入損耗GB/T18311.4—分光比—附加損耗—偏振依賴性GB/T18311.2 光回波損耗GB/T18311.6 偏振串音GB/T18311.40保偏耦合器波分復用器工作波段及帶寬YD/T964—1998中6.9不局限1310nm/1550nm波分復用器,其他波段器件除波長外,測試方法等同采用插入損耗YD/T964—1998中6.4光回波損耗YD/T964—1998中6.5隔離度YD/T964—1998中6.6偏振相關損耗YD/T964—1998中6.8光纖偏振器工作波段及帶寬GB/T18311.5—插入損耗SJ20869—2003中方法1001—偏振串音SJ20869—2003中方法1003 6GB/T43929—2024表3光處理器件及組件測試項目(續(xù))器件類型測試項目測試方法說明光纖光柵中心波長YD/T3128—2016中5.3.4 邊模抑制比YD/T3128—2016中5.3.4 帶寬YD/T3128—2016中5.3.4 反射率YD/T3128—2016中5.3.5反射型光柵透射率(插入損耗)YD/T3128—2016中5.3.5透射型光柵光纖反射鏡工作波段及帶寬GB/T18311.5 反射率 光開關插入損耗YD/T1689—2007中6.3.1不局限機械式光開關,其他光開關測試等同采用串擾YD/T1689—2007中6.3.2偏振相關損耗YD/T1689—2007中6.3.3回波損耗YD/T1689—2007中6.3.4開關時間YD/T1689—2007中6.3.5重復性YD/T1689—2007中6.3.6光纖放大器增益GB/T16850.1包括摻鉺光纖放大器、其他摻雜有源光纖放大器、拉曼光纖放大器、半導體放大器光功率GB/T16850.1噪聲系數GB/T16850.3增益斜率GB/T16850.4反射GB/T16850.5泵浦泄露GB/T16850.6插入損耗GB/T16850.75.2環(huán)境適應性測試5.2.1試驗前后測試項目選擇試驗中施加的環(huán)境條件對器件參數造成不可能恢復的影響,或者恢復緩慢,宜在試驗后限定的時間內完成測試,并與試驗前測試參數進行對比判斷。測試項目與試驗環(huán)境相關,環(huán)境試驗前、后測試一般包括表4中項目。表4試驗前、后指標測試項目器件類型測試項目溫度力學輻照熱真空測試方法說明光發(fā)射器件及組件輸出光功率●●●●同表1 平均波長●○●●或中心波長/峰值波長光譜寬度○————閾值電流●●●—LD器件因測試后器件損傷,試驗前后COD閾值測試對比可采用同型號同批次器件COD閾值●—●—邊模抑制比○———7GB/T43929—2024表4試驗前、后指標測試項目(續(xù))器件類型測試項目溫度力學輻照熱真空測試方法說明光探測器件及組件響應度●●●●同表2電壓或電流響應度暗電流●—●●—無光噪聲電壓●—●●組件頻率帶寬●○●○ 光纖隔離器插入損耗●●●●同表3 隔離度●○○○ 光纖衰減器衰減●●●● 光回波損耗○○○○ 光調制器件插入損耗●●●●—半波電壓●○—●—偏振串音●—○●帶起偏功能調制器光纖耦合器插入損耗●●●●—附加損耗●●●●—偏振串音● ○●保偏耦合器波分復用器插入損耗●●●● 隔離度● ○ 光纖偏振器插入損耗●●●● 偏振串音● ○● 光纖光柵中心波長● ●● 反射率●●●●反射型光柵透射率●●●●透射型光柵光纖反射鏡反射率●●●●—光開關插入損耗●●●●—串擾●●●● 回波損耗●●○○ 開關時間●● 重復性●●○○ 光纖放大器增益●●●● 光功率●●●● 噪聲系數●○●○—增益斜率●○●○—8GB/T43929—20245.2.2試驗中測試項目選擇試驗中測試項目一般包括表5中列出的項目。環(huán)境試驗如存在試驗時間較長(如溫度試驗)或時間過短(如沖擊試驗)、危險且無法現場操作(如輻照試驗)等情況,宜采用自動化實時采集數據的測試方法。試驗過程中詳細情況如下。a)對于需要有輸入參數參與計算的器件指標(如插入損耗、響應度、增益等),宜把輸入設備置于試驗環(huán)境外的穩(wěn)定環(huán)境,輸入指標視為常值。通過對采集的器件輸出參數的計算(計算過程中常值被約分),獲得器件指標的變化量(如插入損耗變化量、響應度變化量、增益變化量等)。b)溫度環(huán)境試驗,測試前宜設定溫箱溫度范圍、溫變速率、保溫時間,保溫時間設定確保受試器件在保溫期間達到溫度設定值。試驗過程中,宜對器件尾纖進行固定處理,避免溫箱內、外氣流對光纖擾動造成測試影響。c)力學環(huán)境試驗包括振動試驗和機械沖擊試驗,試驗前先把器件及其尾纖固定在試驗臺面上。帶螺釘安裝孔的器件,螺釘擰緊力矩滿足標準要求。管腳直插器件采用壓條安裝或插孔焊接安裝,壓條安裝保護好器件管腳且不能造成器件變形或損傷。鋼管封裝的無源器件在卡槽內壓緊安裝,在卡槽內涂膠或粘接膠帶,避免器件在卡槽內因安裝不穩(wěn)而相對活動造成損傷。在試驗測試過程中,帶管腳的器件一般附帶夾具或焊接導線,宜避免夾具或焊接導線懸空而造成管腳剪切斷裂或損傷。測試中自動采集的采樣速率能確保發(fā)現器件振動過程中的頻率共振點或沖擊過程中被測參數的突變點。d)輻照環(huán)境試驗包括γ射線電離總劑量試驗,中子、質子、重粒子射線位移損傷試驗等。輻射劑量率、總劑量、粒子能量等條件的設定宜考慮器件的材料厚度對粒子束穿透深度的影響。延長測試用的光纖光纜和電導線在試驗室內安全布線,考慮因延長傳輸而帶來的光路損耗、噪聲、壓降等因素,宜優(yōu)先選用光纜和屏蔽線。試驗過程中,做好人員和測試設備的防護,對有輻射殘留的受試樣品,在殘余輻射降到安全值以下前,避免接觸?？紤]試驗中二次輻射對試驗結果的影響。低能質子或重粒子輻照,受試樣品需要在真空環(huán)境進行,提前制作保證密封效果的光纖過孔法蘭。e)熱真空環(huán)境試驗中通過熱傳導和熱輻射進行溫度控制,試驗中確保器件與熱沉板良好接觸無遮擋。提前制作保證密封效果的光纖過孔法蘭。表5器件環(huán)境適應性指標測試項目器件類型測試項目溫度力學輻照熱真空測試方法說明光發(fā)射器件及組件光功率變化率●●●●—平均波長變化量●—●●或中心波長/峰值波長啟動時間●———組件,帶制冷光探測器件及組件響應度變化量●●●●電壓或電流響應度噪聲電壓最大值● ○●組件9GB/T43929—2024表5器件環(huán)境適應性指標測試項目(續(xù))器件類型測試項目溫度力學輻照熱真空測試方法說明光纖隔離器插入損耗變化量●●●● 光纖衰減器衰減變化量●●●● 光調制器件插入損耗變化量●●●● 偏振串音變化量● ○○帶起偏功能調制器光纖耦合器插入損耗變化量●●●● 偏振串音變化量●—○○保偏耦合器波分復用器插入損耗變化量●●●●—光纖偏振器插入損耗變化量●●●●—偏振消光比變化量●—○○—光纖光柵中心波長變化量●○●○ 插入損耗變化量●●●●透射型光柵插入損耗變化量(反射)●●●●反射型光柵光纖反射鏡插入損耗變化量(反射)●●●● 光開關插入損耗變化量●●●●—串擾變化量●●●●—光纖放大器增益穩(wěn)定度●●●●—中心波長變化量●○●○—6測試方法6.1常溫光電指標測試6.1.1平均波長6.1.1.1測試設備測試設備如下:a)驅動源;b)光譜分析儀。6.1.1.2測試步驟測試步驟如下:a)測試線纜連接見圖1,驅動源輸出電流滿足要求值;b)設置光譜儀掃描方式、波長掃描范圍、波長分辨率;10GB/T43929—2024c)掃描器件光譜,保存光譜數據。圖1平均波長測試原理圖6.1.1.3計算方法按照公式(1)計算得出光源的平均波長: (1)式中:λ—光源平均波長,單位為納米(nm);λi—功率譜上某個采樣點的波長,單位為納米(nm);P(λi)—波長為λi的采樣點對應的功率值,單位為毫瓦(mW);n—采樣點數,單位為個。6.1.2光譜波紋6.1.2.1測試設備6.1.2.2測試步驟及計算方法測試步驟如下:a)測試連接及驅動源設置同6.1.1.2;b)光譜儀波長掃描范圍不大于20nm,縱坐標不大于0.1dB/格;c)光譜波紋為峰值波長波峰與相鄰波谷的差值(取較大值),單位為dB,見圖2。圖2光譜波紋測試11GB/T43929—20246.1.3光譜寬度(加權)6.1.3.1測試設備6.1.3.2測試步驟6.1.3.3計算方法按公式(2)計算平均波長變化:(2)式中:Δλ—光纖光源的光譜寬度,單位為納米(nm);P(λi)—波長為λi的采樣點對應的功率值,單位為毫瓦(mW);Δλs—光譜掃描波長分辨率,單位為納米(nm);n—采樣點數,單位為個。6.1.4電壓響應度6.1.4.1測試設備測試設備如下:a)可調制光源(測試用光源設備在常溫環(huán)境下光功率8h穩(wěn)定性宜優(yōu)于0.05dB);b)可變光衰減器;c)光功率計;d)光纖耦合器;e)直流穩(wěn)壓電源;f)萬用表。6.1.4.2測試步驟測試步驟如下:a)按圖3連接好電路、光路;b)給探測器施加規(guī)定的電源電壓;c)調節(jié)可變光衰減器的衰減量,使光功率為規(guī)定值;d)用萬用表第一次測試探測器的輸出信號直流電壓值;e)調節(jié)可變光衰減器的衰減量,使光功率為規(guī)定值;f)用萬用表第二次測試探測器的輸出信號直流電壓值。12GB/T43929—2024圖3電壓響應度測試原理圖6.1.4.3計算方法按公式(3)計算探測器的電壓響應度。Re=(V2-V1)/(P2-P1)…………(3)式中:Re—探測器的電壓響應度,單位為伏每微瓦(V/μW);V1—第一次測試探測器的輸出電壓直流值,單位為伏(V);V2—第二次測試探測器的輸出電壓直流值,單位為伏(V);P1—第一次測試光纖耦合器輸出的光功率,單位為微瓦(μW);P2—第二次測試光纖耦合器輸出的光功率,單位為微瓦(μW)。6.1.5無光噪聲電壓6.1.5.1測試設備測試設備如下:a)直流穩(wěn)壓電源;b)噪聲毫伏表(毫伏表分辨率要求宜優(yōu)于0.01mV,頻率帶寬高于被測器件帶寬)。6.1.5.2測試步驟測試步驟如下:a)按圖4連接好電路,用毫伏表測試出測試系統(tǒng)的背景噪聲電壓有效值Vb;b)按圖5連接好光路,給被測探測器施加規(guī)定的電源電壓;c)在無光照條件下,用毫伏表測試探測器輸出噪聲電壓有效值Vn1。圖4無光噪聲電壓測試原理圖圖5噪聲電壓測試原理圖13GB/T43929—20246.1.5.3計算方法按公式(4)計算噪聲電壓有效值。Vn=Vn1-Vb…………(4)式中:Vn—探測器的輸出噪聲電壓有效值,單位為毫伏(mV);Vn1—探測器與測試系統(tǒng)的輸出噪聲電壓有效值,單位為毫伏(mV);Vb—測試系統(tǒng)的背景噪聲電壓有效值,單位為毫伏(mV)。6.1.6波形斜度6.1.6.1測試設備測試設備如下:a)光源;b)光電探測器;c)信號發(fā)生器;d)示波器;e)光纖耦合器。6.1.6.2測試步驟測試步驟包括如下內容。a)按如圖6連接好光路,將調制器的輸出尾纖與光纖環(huán)(推薦長度500m)熔接在一起,且光纖耦合器的閑置端置于匹配液中或盤成直徑為5mm小圈。b)將信號發(fā)生器產生的頻率為f的調制鋸齒波信號加于調制器上,由示波器監(jiān)測光電探測器和信號發(fā)生器的輸出信號,f的計算方法見公式(5)。c)調節(jié)信號發(fā)生器,由零開始逐漸增加調制信號的幅值,使光電探測器的輸出波形幅值由零增至第一次回到零時為止(除去尖峰脈沖)。此時,調制信號的幅值的一半為調制壓Vπ。d)測量調制狀態(tài)下光電探測器輸出波形在1τ內的幅值(除去尖峰脈沖)ΔV1。e)將信號發(fā)生器改為方波調制,信號頻率不變,信號幅值變?yōu)閂π/2,測量此調制狀態(tài)下光電探測器輸出波形幅值ΔV2。f)調制器輸入電信號按照管腳定義分正向和反向接入,兩次測試波形斜度。…………(5)式中:f—調制鋸齒波信號的頻率,單位為赫茲(Hz);τ—光在光纖環(huán)中的渡越時間,單位為秒(s);n—光纖的折射率;L—光纖環(huán)的長度,單位為米(m);c—光速,單位為米每秒(m/s)。14GB/T43929—2024圖6波形斜度測試原理圖6.1.6.3計算方法按公式(6)計算波形斜度S。S=×100%…………(6)式中:S—調制器的波形斜度;ΔV1—光電探測器輸出波形在1τ內的幅值(除去尖峰脈沖),單位為毫伏(mV);ΔV2—光電探測器輸出波形幅值,單位為毫伏(mV)。6.1.7分光比6.1.7.1測試設備測試設備如下:a)低偏振光源;b)光功率計。6.1.7.2測試步驟測試步驟如下:a)按照圖7將被測耦合器的輸入端j與光源的輸出端連接;b)將輸出尾纖1到尾纖n用裸光纖與適配器與光功率計分別連接;c)在功率計上分別讀出輸出端功率P1,P2,…,Pi,…,Pn。注1:光源與輸入尾纖連接方式采用裸光纖適配器連接,也能采用熔接方式連接。注2:耦合器輸出尾纖的閑置端做懸空處理。圖7分光比測試裝置原理圖6.1.7.3計算方法耦合器輸入端j對應的分光比由公式(7)計算得到。15GB/T43929—2024j……(7)式中:CRj—輸入端j對應的分光比;P1—1端輸出功率,單位為微瓦(μW);P2—2端輸出功率,單位為微瓦(μW);Pi—i端輸出功率,單位為微瓦(μW);Pn—n端口輸出功率,單位為微瓦(μW)。注:相同符號參數代表的含義相同,與6.1.8相同。6.1.8附加損耗6.1.8.1測試設備6.1.8.2測試步驟測試步驟如下:a)按照圖8將被測耦合器的輸入端j與光源輸出尾纖熔接;b)將輸出尾纖1到尾纖n用裸光纖適配器與光功率計連接,在光功率計上分別讀出輸出端功率P1,P2,…,Pi,…,Pn;c)在耦合器的輸入端的A點截斷輸入尾纖;d)將截斷的尾纖用裸光纖適配器連接光功率計,在光功率計上讀出j端的輸入功率Pj。注:耦合器輸出尾纖的閑置端做懸空處理。圖8附加損耗測試裝置原理圖6.1.8.3計算方法耦合器輸入端j的附加損耗由公式(8)給出。ELj=-10×lg…………(8)式中:ELj—光纖耦合器附加損耗,單位為分貝(dB);Pj—j端的輸入功率,單位為微瓦(μW)。16GB/T43929—20246.1.9反射率6.1.9.1測試設備測試設備如下:a)光源;b)光功率計;c)光纖耦合器。6.1.9.2測試步驟測試步驟如下:a)按圖9a)所示,將光源的輸出尾纖與光纖耦合器“3”端尾纖熔接后,光纖耦合器懸空端(“4”端)蘸入匹配液中或盤成直徑為5mm小圈;b)測試光纖耦合器“2”端的光功率,并記錄光功率計讀數為P0;c)在光纖耦合器“3”端靠近光纖耦合器,距離熔接點10cm左右處的A點截斷光纖耦合器的尾纖,測試光源的光功率,并記錄光功率計讀數為PA;d)按圖9b)所示,將反射鏡的尾纖與光纖耦合器“3”端尾纖熔接;e)測試光纖耦合器“2”端的光功率,并記錄光功率計讀數為P1;f)在光纖耦合器“3”端靠近反射鏡,距離熔接點10cm左右處的C點截斷反射鏡的尾纖,測試光纖耦合器“3”端的光功率,并記錄光功率計讀數為PC;g)在光纖耦合器“3”端距離熔接點5cm左右處的B點截斷光纖耦合器的尾纖,測試光纖耦合器“3”端的光功率,并記錄光功率計讀數為PB。h)重復測試同型號的多只器件,步驟a)~c)可不重復,重復步驟d)~g)。a)b)圖9反射鏡反射率測試原理圖6.1.9.3計算方法按公式(9)計算反射鏡的反射率R。R=×100%…………(9)PAPB式中:R—反射鏡的反射率;P0—未接入反射鏡,光纖耦合器“2”端的光功率,單位為毫瓦(mW);P1—接入反射鏡,光纖耦合器“2”端的光功率,單位為毫瓦(mW);17GB/T43929—2024PA—帶熔接點光源的光功率,單位為毫瓦(mW);PB—除去熔接點后,光纖耦合器的“3”端的光功率,單位為毫瓦(mW);PC—帶熔接點光纖耦合器的“3”端的光功率,單位為毫瓦(mW)。6.2試驗中測試6.2.1光功率變化率6.2.1.1測試設備測試設備如下:a)驅動源;b)光功率計;c)數據記錄裝置;d)環(huán)境設備(如:溫箱等)。6.2.1.2測試步驟測試步驟如下:a)按圖10連接測試系統(tǒng),并進行儀器預熱;b)給光源施加規(guī)定的工作電流,設置環(huán)境設備工作條件,如溫度、力學、輻照、熱真空等;c)通過數據記錄裝置記錄光功率的值,每個階段宜至少記錄一個數據。圖10輸出功率環(huán)境條件下穩(wěn)定性測試原理圖6.2.1.3計算方法按公式(10)計算輸出功率穩(wěn)定性:η=2××100%…………(10)式中:η—光源的輸出功率穩(wěn)定性;Pmax—環(huán)境變化過程中,光源輸出功率的最大值,單位為毫瓦(mW);Pmin—環(huán)境變化過程中,光源輸出功率的最小值,單位為毫瓦(mW)。6.2.2平均波長變化量6.2.2.1測試設備測試設備如下:a)驅動源;b)光譜分析儀;c)數據記錄裝置;18GB/T43929—2024d)環(huán)境設備。6.2.2.2測試步驟測試步驟如下:a)按圖11連接測試系統(tǒng),并進行儀器預熱;b)給光源施加規(guī)定的工作電流,設置環(huán)境設備工作條件,如溫度、輻照、熱真空等;c)利用數據記錄裝置,實時記錄平均波長。圖11平均波長隨環(huán)境條件變化特性測試原理圖6.2.2.3計算方法按公式(1)計算平均波長,按公式(11)計算平均波長穩(wěn)定性:…………(11)式中:kλ—光源的平均波長穩(wěn)定性;λ—光源環(huán)境試驗前平均波長值,單位為納米(nm);λmax—環(huán)境條件變化過程中的平均波長值最大值,單位為納米(nm);λmin—環(huán)境條件變化過程中的平均波長值最小值,單位為納米(nm)。6.2.3啟動時間6.2.3.1測試設備測試設備如下:a)驅動源;b)光功率計;c)數據記錄裝置;d)環(huán)境設備。6.2.3.2測試步驟測試步驟如下:a)按圖12連接測試系統(tǒng),按儀器設備要求進行預熱;b)調整驅動源的驅動電流至光源達到規(guī)定值后,關閉驅動源,保持設備的驅動電流值;c)設置環(huán)境設備工作條件;d)打開光源驅動源的同時,通過數據記錄裝置記錄輻射功率值,采樣頻率宜不小于10Hz,光源輻射功率達到規(guī)定工作電流下穩(wěn)態(tài)輸出功率的±15%的時間為啟動時間。19GB/T43929—2024圖12啟動時間測試原理圖6.2.4響應度變化量6.2.4.1測試設備測試設備如下:a)可調光源(光功率4h穩(wěn)定性宜優(yōu)于0.05dB);b)直流穩(wěn)壓源;c)光纖耦合器;d)光功率計;e)電信號采集系統(tǒng);f)環(huán)境設備。6.2.4.2測試步驟測試步驟如下:a)按照圖13將被測探測器放入環(huán)境設備;b)采用與標稱波長相對應的低偏振穩(wěn)定光源;c)打開直流穩(wěn)壓源,設置環(huán)境設備工作條件,如溫度、力學、輻照、熱真空等;d)當環(huán)境條件到達第i個測試點(共n個測試點)并穩(wěn)定后,實時采集探測器無光輸入下的輸出信號(電壓或電流),并計算出采樣時間內信號的平均值Vi'0或Ii'0;e)調節(jié)光源光功率使探測器工作在線性區(qū)并為固定值(計算中被約分),實時采集探測器輸出信號(電壓或電流),并計算出采樣時間內的平均值Vi'1或Ii'1;f)關閉光源,環(huán)境設備達到下一個測試點,達到重復步驟d)和e),直至完成測試。圖13響應度變化量測試原理圖6.2.4.3計算方法全環(huán)境條件下所有測試點的電壓響應度變化量ΔRV由公式(12)計算得到。ΔRV=2××100%……………式中:ΔRV—環(huán)境條件內電壓響應度變化量;Vi'0—第i個測試點,探測器的零位電壓均值,單位為伏(V);20GB/T43929—2024 Vi'1—第i個測試點,輸入光功率條件下的探測器輸出電壓均值,單位為伏(V)。全環(huán)境條件下所有測試點的電流響應度變化量ΔRI由公式(13)計算得到。ΔRI=2××100%…式中:ΔRI—環(huán)境條件內電流響應度變化量;Ii'0—第i個測試點,探測器的零位電壓均值,單位為毫安(mA);Ii'1—第i個測試點,輸入光功率條件下的探測器輸出電壓均值,單位為毫安(mA)。6.2.5無光噪聲電壓最大值6.2.5.1測試設備測試設備如下:a)直流穩(wěn)壓電源;b)噪聲毫伏表(毫伏表分辨率宜優(yōu)于0.01mV,頻率帶寬高于被測器件帶寬);c)數據記錄裝置。6.2.5.2測試步驟測試步驟如下:a)按圖14連接光路;b)打開直流穩(wěn)壓源,設置環(huán)境設備工作條件,如溫度、力學、輻照、熱真空等;c)在試驗過程的每一個穩(wěn)定測試點采集記錄探測器無光輸出電壓有效值;d)所有測試點的噪聲電壓的最大值為全過程無光噪聲電壓最大值。圖14噪聲電壓測試原理圖6.2.6插入損耗變化量6.2.6.1測試設備測試設備如下:a)低偏振光源(光功率4h穩(wěn)定性宜優(yōu)于0.05dB);b)光功率計;c)數據記錄裝置;d)環(huán)境設備。6.2.6.2測試步驟測試步驟如下:a)按圖15所示連接光路;b)調節(jié)光源輸出規(guī)定光功率,設置環(huán)境設備工作條件,如溫度、力學、輻照、熱真空等;c)光功率計單位設置為dBm,通過數據記錄裝置自動采集;21GB/T43929—2024d)采集全過程被測器件的輸出光功率值P。圖15插入損耗變化量測試原理圖6.2.6.3計算方法被測器件在環(huán)境條件下的插入損耗變化量由公式(14)計算得到。ΔIL=Pmax-Pmin…………(14)式中:ΔIL—被測器件的插入損耗變化量,單位為分貝(dB);Pmax—被測器件在環(huán)境條件下輸出光功率的最大值,單位為毫瓦分貝(dBm);Pmin—被測器件在環(huán)境條件下輸出光功率的最小值,單位為毫瓦分貝(dBm)。6.2.7偏振串音變化量6.2.7.1測試設備測試設備如下。a)光源(對于自身具有起偏功能的器件,如光纖偏振器、光調制器,宜采用低偏振光源;對于保偏耦合器等偏振保持器件,宜用高偏光源,輸出光消光比宜不小于28dB;光功率4h穩(wěn)定性宜優(yōu)于0.05dB)。b)消光比測試儀。c)數據記錄裝置。d)環(huán)境設備。6.2.7.2測試步驟測試步驟如下:a)按照圖16將光源與起偏器連接,被測器件的輸入端與起偏器輸出端連接;b)調節(jié)光源,輸出規(guī)定光功率,設置環(huán)境設備工作條件,如溫度、輻照、熱真空等;c)被測器件輸出端與消光比測試儀相連,采集全過程被測器件的消光比值PER。圖16偏振串音變化量測試裝置原理圖6.2.7.3計算方法被測器件在環(huán)境條件下的偏振串音由公式(15)計算得到。ΔPER=PERmax-PERmin…………(15)式中:ΔPER—被測器件的偏振串音變化量,單位為分貝(dB);22GB/T43929—2024PERmax—被測器件在環(huán)境條件下偏振串音的最大值,單位為分貝(dB);PERmin—被測器件在環(huán)境條件下偏振串音的最小值,單位為分貝(dB)。6.2.8中心波長變化量(光纖光柵)6.2.8.1測試設備測試設備如下。a)寬帶光源(提供包含光柵反射波長的寬帶光源,光譜寬度宜大于中心波長±10nm;光功率4h穩(wěn)定性宜優(yōu)于0.05dB)。b)光纖耦合器。c)光譜分析儀。d)數據記錄裝置。e)環(huán)境設備。6.2.8.2測試步驟測試步驟如下:a)按圖17a)和圖17b)分別連接反射式光柵和透射式光柵測試系統(tǒng);b)調節(jié)寬帶光源,輸出規(guī)定光功率,設置環(huán)境設備工作條件,如溫度、力學、輻照、熱真空等;c)利用數據記錄裝置,實時采集中心波長λ。a)反射式光纖光柵b)反射式光纖光柵圖17光纖光柵中心波長隨環(huán)境變化特性測試原理圖6.2.8.3計算方法按公式(16)計算中心波長變化量:kλ=λmax-λmin…………(16)式中:kλ—中心波長變化量,單位為納米(nm);λmax—中心波長最大值,單位為納米(nm);λmin—中心波長最小值,單位為納米(nm)。6.2.9插入損耗變化量(反射)6.2.9.1測試設備測試設備如下:a)光源(光功率4h穩(wěn)定性宜優(yōu)于0.05dB);23GB/T43929—2024b)光纖耦合器;c)光功率計;d)數據記錄裝置;e)環(huán)境設備。6.2.9.2測試步驟測試步驟如下:a)按照圖18連接光路,調節(jié)光源輸出規(guī)定光功率;b)設置環(huán)境設備工作條件,如溫度、力學、輻照、熱真空等;c)通過數據記錄裝置自動采集光功率計的值。圖18反射率隨環(huán)境變化特性測試原理圖6.2.9.3計算方法反射插入損耗變化量計算方法見公式(14)。6.2.10光開關插入損耗變化量6.2.10.1測試設備測試設備如下:a)光源(光功率4h穩(wěn)定性宜優(yōu)于0.05dB);b)多通道光功率計;c)光開關切換控制電路;d)數據記錄裝置;e)環(huán)境設備。6.2.10.2測試步驟測試步驟包括如下內容。a)按圖19所示連接光路,光開光輸出通道依次與多通道光功率計通道連通,通過控制電路控制光開關各通道依次選通。b)調節(jié)光源,輸出規(guī)定光功率,設置環(huán)境設備工作條件,如溫度、力學、輻照、熱真空等。c)多通道光功率計單位設置為dBm。d)依次控制光開關通道順序選通,每次選通后光功率計均讀取每個通道的光功率值,得到被選通通道的有光光功率值和未被選通通道的無光串擾光功率值,分別按通道號存儲。在環(huán)境試驗時段內,循環(huán)控制光開關選通和光功率計讀數。24GB/T43929—2024圖19光開關插入損耗變化量測試原理圖6.2.10.3計算方法對于光開關的第k個通道,在環(huán)境條件下的插入損耗變化量由公式(17)計算得到。ΔILk=HPkmax-HPkmin…………(17)式中:ΔILk—光開關第k個通道的插入損耗變化量,單位為分貝(dB);HPkmax—光開關第k個通道所有選通時刻采集到的有光光功率的最大值,單位為毫瓦分貝(dBm);HPkmin—光開關第k個通道所有選通時刻采集到的有光光功率的最小值,單位為毫瓦分貝(dBm)。6.2.11光開關串擾變化量6.2.11.1測試設備6.2.11.2測試步驟6.2.11.3計算方法對于光開關的第k個通道,在環(huán)境條件下的串擾變化量由公式(18)計算得到。ΔRk=LPkmax-LPkmin…………(18)式中:ΔRk—光開關第k個通道的串擾變化量,單位為分貝(dB);LPkmax—光開關第k個通道采集到的無光光功率最大值,單位為毫瓦分貝(dBm);LPkmin—光開關第k個通道采集到的無光光功率最小值,單位為毫瓦分貝(dBm)。6.2.12增益穩(wěn)定度6.2.12.1測試設備測試設備如下:25GB/T43929—2024a)信號光源(輸出波長處于光放大器有效增益波長帶內,光功率4h穩(wěn)定性宜優(yōu)于0.05dB);b)光放大器驅動源;c)光功率計;d)數據記錄裝置;e)環(huán)境設備。6.2.12.2測試步驟測試步驟如下:a)按圖20連接測試系統(tǒng);b)調節(jié)信號光源光功率和放大器驅動,輸出光功率處于光放大器增益線性中間區(qū)域;c)設置環(huán)境設備工作條件,如溫度、力學、輻照、熱真空等;d)通過數據記錄裝置記錄光功率的值。圖20光開關增益穩(wěn)定性測試原理圖6.2.12.3計算方法光放大器增益穩(wěn)定度由公式(19)計算得到。ΔK=Pmax-Pmin…………(19)式中:ΔK—光放大器增益穩(wěn)定度,單位為分貝(dB);Pmax—在環(huán)境條件下輸出光功率的最大值,單位為毫瓦分貝(dBm);Pmin—在環(huán)境條件下輸出光功率的最小值,單位為毫瓦分貝(dBm)。6.2.13中心波長變化量(光放大器)6.2.13.1測試設備測試設備如下:a)信號光源(輸出波長處于光放大器有效增益波長帶內,光功率4h穩(wěn)定性宜優(yōu)于0.05dB);b)光放大器驅動源;c)光譜分析儀;d)數據記錄裝置;e)環(huán)境設備。6.2.13.2測試步驟測試步驟如下:a)按圖21連接測試系統(tǒng);b)調節(jié)信號光源光功率和放大器驅動,輸出光功率處于光放大器增益線性中間區(qū)域;c)設置環(huán)境設備工作條件,如溫度、力學、輻照、熱真空等;d)通過數據記錄裝置記錄中心波長的值。26GB/T43929—2024圖21光放大器中心波長變化量測試原理圖6.2.13.3計算方法按公式(20)計算光放大器中心波長變化量:…………(20)式中:kλ—光放大器中心波長變化量;λ—環(huán)境試驗前信號光源經光放大器后的中心波長值,單位為納米(nm);λmax—環(huán)境條件變化過程中,采集得到的中心波長最大值,