【国家计量标准(JJ)】 可调谐激光器校准规范

JJF（电子）
中华人民共和国信息产业部电子计量校准规范JJF（电子）30904－2006
可调谐激光器
TunableLaserSource
2006-05-15发布
2006-06-01实施
中华人民共和国信息产业部
JJF（电子）30904-2006
可调谐激光器校准规范
Calibration Specification ofTunable Laser Source
JJF30904—2006
本校准规范经中华人民共和国信息产业部于2006年05月15日批准，并自2006年06月01日起施行。归口单位：信息产业部电子计量管理办公室起草单位：中国电子科技集团公司41所(国防光电子计量一级站）
本规范技术条文委托起草单位负责解释102
JJF（电子）30904-2006
本规程主要起草人：
费丰（国防光电子计量一级站）参加起草人：
李艳辉（国防光电子计量一级站）103
引用文献
术语和计量单位
概述·
计量特性：
JJF（电子）309042006
波长准确度和波长范围·
波长重复性
波长稳定性
峰值功率
功率平坦度
功率线性度：
功率稳定性·
信号噪声比·
校准条件
环境条件：
校准用标准及其它设备
校准项目和方法。
波长准确度和波长范围·
波长重复性
波长稳定性…·
峰值功率
功率平坦度·
功率线性度·
信号噪声比·
8校准结果
（3）
（3）bzxZ.net
（4）
9复校时间间隔
JJF（电子）30904-2006
附录A校准原始记录参考格式
JJF（电子）30904-2006
1范围
可调谐激光器校准规范
共9页
本校准规范适用于常用可调谐激光器（TLS）主要技术指标的校准。2引用文献
JJG958-2000《光传输用稳定光源检定规程》JJF（电子）30905-2005《单纵模激光器线宽校准规范》注：使用本规范时，应注意使用上述引用文献的现行有效版本。3术语和计量单位
第1页
a）波长准确度：指光源实际输出波长与其设置波长之间的偏差，单位nm。b）波长重复性：定义为在可调谐激光器重复扫描过程中，某波长点实际波长测量值的(最大值-最小值)/2，单位nm。c）波长稳定性：定义为在给定时间间隔内连续测量某一波长，其实际波长测量结果的(最大值-最小值)/2，单位nmd）峰值功率：是指可调谐激光器在规定的波长范围内扫描输出时所能达到的最大连续稳定输出功率，单位mW或dBm。e）功率准确度：是指可调谐激光器输出功率设置值与实际值之间的偏差，单位dB。
f）功率平坦度：设定光源输出功率不变而改变波长，用功率计测量出不同波长下实际输出功率与设置值之间的差值。功率平坦度定义为（最大差值-最小差值）/2，单位dB。
g）功率线性度：是指在可调谐激光器输出功率范围内，输出功率实际值与设置值之间的偏差的变化量，定义为所有功率电平上（最大偏差-最小偏差）/2，单位dB。
h）功率稳定性：设定光源输出波长和功率不变，在给定时间间隔内连续测量其输出功率，（功率最大值-功率最小值）/2为功率稳定性，单位dB。i）信号噪声比：光源输出信号功率与噪声功率的比值，单位dB。j）线宽：是指光源输出光信号光谱的3dB带宽，单位Hz。106
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4概述
共9页第2页
可调谐激光器的发光器件一般是工作波段为1310nm或1550mm的半导体激光器（LD），其波长范围一般为（1260～1640）nm。可调谐激光器的波长准确度因仪器工作原理不同也有较大差异，从0.04nm到±0.007nm不等。可调谐激光器的输出功率可以在一定范围内进行调节，一般在+10dBm～-30dBm之间。5计量特性
5.1波长准确度和波长范围
可调谐激光器的波长范围从数十nm到一百多nm，覆盖1310nm波段或1550nm波段；波长准确度较高的能达到±0.007nm，一般在±0.04nm至±0.1nm之间。5.2波长重复性
可调谐激光器波长重复性能达到±0.001nm，一般在±0.005nm至±0.010nm之间。5.3波长稳定性
可调谐激光器的波长稳定性指标通常与波长重复性指标相当，在±0.001nm到±0.010nm之间。
5.4峰值功率
对应不同的波长范围可调谐激光器有着不同的峰值功率，一般在几十微瓦至几个毫瓦之间。
5可调谐激光器的功率平坦度一般在±0.1dB至±0.5dB之间。5.6功率线性度
可调谐激光器功率线性度在士0.1dB至士0.3dB之间。5.7功率稳定性
可调谐激光器的功率稳定性与普通FP激光器的指标相当，一般在士0.01dB/h～±0.03dB/h。
5.8信号噪声比
根据不同仪器类型一般在30dB至60dB。5.9线宽
可调谐激光器的线宽指标在数十干赫兹至数十兆赫兹。6校准条件
6.1环境条件
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a）环境温度：（23土5）℃，校准期间温度变化不超过2℃。b）相对湿度：<80%。
c）供电电压：（220土10）V，（50土1）Hz。6.2校准用标准及其它设备
表1校准用标准仪器设备及其技术指标序号
仪器名称及参考型号
光波长计（Agilent86120C）
光功率计（Agilent81634B）
光谱分析仪（Agilent86142B）
连接光纤
校准项目和方法
共9页
技术指标
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波长范围：1270nm~1640nm；波长分辨率：0.001nm；测量不确定度：≤0.003nm
波长范围：800nm~1700nm；功率测量范围：+10dBm~-90dBm；
功率分辨率：0.1pW；功率测量不确定度；≤2.5%；工作方式：光纤输入
波长范围：600nm～1700nm；功率功率范围：+10dBm~-90dBm；
测量不确定度：波长为0.5nm，功率为5%；接头形式与被校可调谐激光器和光功率计匹配（对于FC/PC型接头，其回波损耗不小于45dB，对于APC型接头回波损耗不小于60dB）且长度不小于2m的单模光纤
被校可调谐激光器应外观良好，通电后显示功能正常。校准时应将激光器的输出设置为连续波（CW）工作方式。7.1波长准确度和波长范围
7.1.1校准时按图1连接仪器。
可调谐激光器
连接光纤
光波长计
图1波长准确度校准仪器连接框图校准时，保证可调谐激光器输出功率不变，波长设置值从被校仪器的起始波7.1.27
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第4页
共9页年
长开始等间距变化，一直到终止波长，波长间距可设为5nm、10nm、20nm等。在每个波长点，应使光波长计连续测量n次（波长计工作在“真空”测量模式下，以下测量过程相同），n不小于3，将测量结果记录在附表1中。计算出每测量波长点的平均值，测量平均值减去波长设置值为该波长点的波长偏差，所有波长点中的最大偏差即为被校可调谐激光器波长准确度。波长范围即为波长设置值起始波长至终止波长的范围。
7、2波长重复性
7.2.1校准时仪器连接框图如图1所示。7.2.2根据7.1.2过程得到的数据，用每个波长点测量过程中测量结果的最大值减去最小值再除以2，得到该波长条件下被校仪器的波长重复性。计算结果应小于或等于仪器技术指标。
7.3波长稳定性
7.3.1校准时如图1所示连接仪器。7.3.2校准时在固定的输出波长（一般为1310mm或1550nm）和固定的输出功率（根据仪器类型和设置波长可设为0dBm、-5dBm、-10dBm、-13dBm等）条件下，在一个小时或15分钟内每隔一定的时间测量一次（时间间隔根据实际情况可以为1分钟、2分钟、5分钟等），将测量结果记录在附表2中。测量结果的最大值减去最小值再除以2，即为被校仪器的波长稳定性7.4峰值功率
7.4.1校准时如图2所示连接仪器，并对光功率计进行校零。可调谐激光器
连接光纤
光功率计
图2峰值功率校准仪器连接框图
7.4.2根据被校仪器的技术指标，在规定的波长范围内，将被校可调谐激光器的输出功率设置为峰值功率，然后以一定的波长间隔改变输出波长，同时改变光功率计的测量波长并在光功率计读数稳定后记录下其数值，将结果记录在附表3中。每一波长点的测量结果平均值应不小于可调谐激光器的功率设置值。109
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7.5功率平坦度
7.5.1如图2所示连接仪器，并对光功率计进行校零。共9页第5页
7.5.2将可调谐激光器输出设置为最小输出功率，在整个工作波长范围内以一定的波长间隔（一般为10nm）进行调节，同时用光功率计测量每个波长点的输出功率，并将测量结果记录在附表4中。首先计算出每一波长点的功率测量平均值与功率设置值之间的偏差，然后按(所有波长点功率最大差值-最小差值)/2，计算出被校仪器的功率平坦度。
7.6功率线性度
7.6.1如图2所示连接仪器，并对光功率计进行校零。7.6.2根据被校可调谐激光器的工作波段将其波长设置为1310nm或1550nm，输出功率设置为峰值功率，用光功率计进行测量实际输出功率。然后以一定的步进值（可设为1dB、3dB、5dB或10dB）减小输出功率，将功率计的测量结果记录在附表5中。功率线性度的测量结果就是所有功率电平上的最大偏差与最小偏差的差值（以该波长点的功率测量平均值进行计算）。7.7信号噪声比
7.7.1校准时仪器连接框图如图3所示。可调谐激光器
标准光纤
光谱分析仪
」输入
图3信号噪声比校准仪器连接框图7.7.2信号噪声比是指可调谐激光器输出光信号的峰值功率与其平均噪声信号功率之间的比值。设置可调谐激光器输出波长为1310mm或1550nm，使用光谱分析仪自动测量功能，并打开测量平均，平均次数设为20～100次。用“Mark”（标记）功能测量出光源峰值功率和平均噪声功率，在用“△Mark”功能直接测量出信号噪声比，连续测量n次，n不小于3，并将测量结果记录在附表6中。8校准结果
校准完成后，对原始记录上的数据进行处理和计算给出校准结果，校准结果用校准证书或校准报告表达，证书或报告中至少应有校准结果的测量不确定度信息。110
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复校时间间隔
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