【国家标准(GB)】 纤维光学调制器 第1部分:总规范(可供认证用)

1范围
中华人民共和国国家标准
纤维光学调制器
第一部分：总规范
Fibre optic modulators
Part1 :Generic specification(可供认证用）
第一篇　总　
本标准适用于各种类型的纤维光学调制器。则
GB/T 13712-92
本标准规定了纤维光学调制器质量评定程序以及鉴定批准的分规范和详细规范中所用的标准光学、机械和环境试验及测量方法。本标准是纤维光学调制器生产、检验和使用的依据。2目的
制定本标准的目的在于对下列各项内容规定统一的要求；a.
光学、环境和机械性能
试验方法；
纤维光学调制器的分类和分级；d.
安全事宜。
3规范体系
本规范采用四层结构。总规范与所属各项规范的关系在附录A中给出。4有关文件
GB4728电气图用图形符号
GB4210电子设备用机电元件名词术语GB4457~4460机械制图
GB1800～1804公差与配合
国际单位制及其应用
GB 3100
GB2421
电工电子产品基本环境试验规程总则电工电子产品基本环境试验规程GB2422申
名词术语
电工电子产品基本环境试验规程GB2423.1
GB 2423. 3
电工电子产品基本环境试验规程电工电子产品基本环境试验规程国家技术监督局1992-10-04批准试验A：低温试验方法
试验B：高温试验方法
试验Ca：恒定湿热试验方法
1993-06-01实施
GB/T 13712-92
GB2423.4电工电子产品基本环境试验规程试验Db：交变湿热试验方法
GB2423.5电工电子产品基本环境试验规程，试验Ea：冲击试验方法GB2423.6电工电子产品基本环境试验规程试验Eb：碰撞试验方法
GB2423.1Q电工电子产品基本环境试验规程GB 2423. 15
GB 2423. 16
GB 2423. 17
电工电子产品基本环境试验规程电工电子产品基本环境试验规程电工电子产品基本环境试验规程GB 2423.19
电工电子产品基本环境试验规程GB 2423. 21
GB 2423. 22此内容来自标准下载网
GB 2423. 23
GB 2423. 27
GB 2423. 24
电工电子产品基本环境试验规程电工电子产品基本环境试验规程电工电子产品基本环境试验规程试验Fc：振动（正弦）试验
试验Ga：恒加速度试验方法
试验J：长霉试验方法
试验Ka：盐雾试验方法
试验Kc：接触点和连接件的二氧化硫试验方法试验M：低气压试验方法
试验N：温度变化试验方法
试验Q：密封
试验Z/AMD：低温/低气压/湿热连续综合试验电工电子产品基本环境试验规程方法
试验Sa：模拟地面上的太阳辐射试验方法电工电子产品基本环境试验规程电工电子产品基本环境试验规程太阳辐射试验导则GB 2424.14
电线电缆燃烧试验方法
GB2951.19
电工电子产品基本环境试验规程试验Z/AD第二部分：温度/湿度组合循环试验IEC 68-2-38
易燃性试验第二部分：试验方法——针焰试验IEC 695-2-2
IECQ/QC001001IEC电子元器件质量评定体系（IECQ）基本章程IECQ/QC001002IEC电子元器件质量评定体系（IECQ）程序规则电子元器件质量评定的规范结构IEC1021
计数检查抽样方案程序
IEC410
5参照文件
IEC876-1纤维光学开关第1部分：总规范IEC874-1光纤光缆连接器第1部分：总规范IEC794-1光缆第1部分：总规范
6术语、单位和符号、尺寸
6.1术语
本标准涉及的名词术语除下列补充外均应符合有关标准规定。6.1.1纤维光学调制器fibre optic modulators指能根据要求在光源一侧把某些信息荷载在光信号上的纤维光学器件，简称光调制器。6. 1.2 型式 type
指专用以完成分规范所规定的某种特定光信号调制功能的纤维光学调制器类别。6.1.3品种．style
指按照详细规范规定的某种给定型式中的一种特有式样、形状或工作原理。6.1.4规格variant
指按照详细规范中规定的某一品种在特定细节上（例如端口连接)的差别。6.1.5初始制造阶段primary stage of manufacture初始制造阶段是指这样一种制造阶段，在该制造阶段结束时，如果对实施的制造过程没有确切的了解而只靠检验，则不能作经济地评定元器件半成品的质量。6.1.6结构类似的元器件structuraliy similar components118
GB/T 13712—92
结构类似的元器件是指由于同一制造厂商采用本质相同的设计、材料、工艺和方法制造的元器件，因而对这些元器件中的一一个型号进行试验的结果对该组中其他型号也有效，但是这些元器件又是能够区分的。
6.2单位和符号
有可能，单位和图形符号应分别符合GB3100和GB4728中的规定。6.3尺寸
6.3.1在分规范和详细规范中的细节分规范应提供工作原理、端口型式（尾纤、连接器或两者的结合）以及调制信号输入方式等方面的细节。
分规范还应提供尺寸、体积以及预定用途等，详细规范应提供最大尺寸及插入损耗、调制带宽，功率/带宽品质因数等工作参数的容许偏差及安装方面的尺寸数据。
6.3.2在分规范和详细规范中的尺寸单位。应以毫米为单位标注尺寸和公差。7纤维光学调制器的分类
下列的特性旨在有助于分规范或详细规范对光调制器的全面阐述或分类。光调制器技术的发展可能会增加或取消分类中的若干项目。在分规范中阐述的光调制器典型系列参见附录B。7.1光学性能
工作波长；
调制带宽：
功率/带宽品质因数；
半波电压；
调制深度；
插入损耗；
回波损耗；
对环境光耦合的敏感性；
调制电信号；
模式分布；
光学性能的稳定性；
对波长的敏感性；
对偏振的敏感性。
7.2机械结构
端口型式（尾纤、连接器或两者的结合），材料和表面处理；
尺寸；
光纤或连接器的固定方法；
端口在外壳上的方向；
密封；
安装方法；
驱动接口。
7.2.2内部设计
a．工作原理；
b、驱动方式。
7.3气候类别
气候类别用下列格式表示：
下限类别温度（C）
7.4评定水平
GB/T 13712—92
上限类别温度（℃）
恒定湿热持续时间(d)
应对经质量评定的全部光调制器在分规范中指定一个字母标志，以表示已满足为鉴定通过所作的实验及所要求的严酷度。
7.5额定值和特性
在有关分规范中应对每种型式的光调制器最低的可被接受的额定值和特性加以规定。在有关详细规范中应说明适用于每个品种和规格的光调制器的额定值和特性。8标志
8.1器件标志
当留出的空位允许时，在每个光调制器上均应有清晰而且耐久的标志。标志的顺序如下：光调制器识别号；
制造厂商识别标志；
制造日期标志（年月）。
8.2密封包装的标志
每个密封包装上都应标有下列内容：a.
型号命名；
表示评定水平的字母代号；
分规范和（或）详细规范要求的任何附加标志。9型号命名
在考虑中。
10安全事宜
在考虑中。
11订货资料
对符合本规范的产品，在采购合同中应列入下列订货资料：a.
详细规范号，
评定水平字母代号；
如在详细规范中列有不止一种表面处理时，要列出主体部分的表面处理；任何附加的资料或特殊要求。
12在分规范和详细规范中的图
给出这些图的主要目的是为了保证机械的互换性。这些图对那些不影响互换性的结构细节不加以120
限制，也不作为制造图纸使用。GB/T 13712-—92
设备的设计人员应掌握图中阐明尺寸的极限，而不是具体试样的尺寸。第二篇质量评定程序
13鉴定批准/质量评定体系
当上述文件作为一个完整的质量评定体系使用时，鉴定批准和质量一致性检验应遵循本规范第16和17章的程序。
当这些文件用于不属于上述质量评定体系范围时，鉴定批准和质量一致性检验应遵守第16.1条和第16.2条b项的程序和要求。但是，各项试验和试验的各部分应按照试验一览表中给出的顺序进行。14初始制造阶段
对于光调制器规范来说，初始制造阶段应在分规范中规定。15结构类似元器件
对于鉴定批准和质量一致性检验用的，结构类似元器件的划分应在分规范中规定。16鉴定批准程序
16.1概述
制造厂应遵守
管理鉴定批准的程序规则的一般要求；一一本标准第14章中规定的初始制造阶段的要求。16.2除第16.1条的要求外，还应采用下述的程序a或b。a制造厂应在尽可能短的时间内进行三个批次的逐批检验以及一个批次的周期检验，以证明符合规范的要求。在抽样检验批的周期期间内，制造工艺应无重大改变，样品应按IEC410（见附录C)规定从批中抽取。授予鉴定批准的光调制器性能范围按分规范的抽样程序抽取的样本来决定。
应使用正常检查。但当样本大小按零个失效接收时，应抽取附加样品以满足按一个失效接收所需要的样本大小。
b．制造广应按分规范给出的固定样品数试验一览表进行试验，以证明符合规范要求。构成样本的样品应从现行生产的产品中随机抽取或按与国家监督检查机构协商抽取。对于这两种程序而言，样本大小和允许失效数应接近致，试验条件和要求应相同。16.3作为质量评定体系的一部分，所获得的鉴定批准应该通过符合质量一致性（见第.17章）要求的正规试验来维持。否则鉴定批准必须用IEC电子元器件质量评定体系（IECQ）的程序规则中规定的维持规则（见IECQC001002第11.5.2条和11.5.3条）中所给出的鉴定批准的维持规则来检验。17质量一致性检验
与某个分规范有关的空白详细规范应规定质量一致性检验的试验一览表。一览表还应规定逐批和周期检验的组别划分、抽样和周期。检查水平（IL)和合格质量水平（AQL）应从IEC410中选取。如果需要可规定一个以上的一览表。17.1放行批证明记录
经过有关规范规定和购买方索要的放行批证明记录最低限度应给出下列内容：121
GB/T 13712--92
周期检验各分组试验的计数数据（即受试元器件数和失效元器件数），但其中不涉及拒收的参a.
b．1000h耐久性试验以后光学特性变化的变量数据。17.1.1计数数据
当有关详细规范要求记录计数数据时，应采用下列程序：当某个分组是由一项试验组成时，拒收的光调制器总数与出现失效的项目应该一起记录下来，而不管造成拒收的参数。
一当某个试验分组由若干项试验组成时，有关详细规范应说明，是逐项记录试验结果还是把若干项试验作为一组来记录其试验结果。就本规范而言，气候顺序应该作为一个单项试验来看待。17.2延期交货
通过检验的批，保存周期超过二年的（除非分规范中另有规定），在交货之前应按详细规范中A组和B组检验的规定进行重新检验。制造方的总检验长所采取的重新检验的程序应由国家监督检查机构认可。一且某一批通过了重新检验，其质量按规定的周期就再次得到确认。17.3B组试验完成前发货的放行
当B组试验满足IEC410转为放宽检查的条件时，允许制造方在该检验完成前放行。18替代的试验方法
总规范中规定的试验方法并不是必须采用的唯一方法。但是，制造方应能使国家监督检验机构确信他可能采用的任何代替方法所得出的结果和用规定的方法获得的结果等效。有争议时，只应使用规定的方法进行判定和仲裁。
19不检验参数
只有详细规范中有规定而且必须经过试验的那些光调制器参数，才能认为是在规定的极限范围内，对于未作规定的参数，不能认为各个光调制器之间是没有差别的。如果由于某一原因，必须控制更多的参数时，就应采用一个新的更加广泛的标准。增加的试验方法应作出全面的叙述，并应规定相应的极限值、AQL值和检查水平。
第三篇试验和测量方法
20概述
本章包括适用于电子元器件质量评定体系要求的试验项目。分规范应阐明相应的光调制器品种或规格的试验，并阐明光学性能和机械结构的类别。而详细规范则应引用在有关分规范中已阐明的适用于某一光调制器品种、规格的试验。21标准试验条件
试验应在GB2421中规定的试验标准大气条件下进行。测量前，光调制器应在试验的标准大气条件下进行预先处理，时间应足以使整个光调制器达到热稳定状态。除非在分规范和（或)详细规范中另有规定，均应按照上述要求。配用的连接器（如为光调制器的一部分)相互间均应正确连接。如在某一试验中规定须安装时，应把器件牢固地安装在适当材料制成的刚性平板上。非安装式光调制器采用夹持件，对安装式光调制器则采用正常的固定件。安装板的尺寸应超过试样的外廓尺寸。122
GB/T13712—92
任何不同于标准大气条件的要求均应在分规范和（或）详细规范中加以规定除非在分规范和（或）详细规范中另有规定，条件试验后停顿时的恢复条件应符合有关标准中的规22外观检查
标志符合第8.1条的规定。经过任何规定的试验之后标志仍应清晰。如无其他规定，经机械试验和气候试验之后，应无可见的损伤。包装的标志应符合第8.2条的规定。应检查所包装的光调制器组件的完整性和正确性。23尺寸
外形尺寸应符合详细规范的有关规定，其重量应不超过规定的最大值。24光学试验和测量步骤
24.1调制带宽
24.1.1概述
光调制器的调制带宽决定光调制器能处理的最大信息量。调制带宽的测量旨在给出光调制器在调制信号作用下使光信号的振幅、相位或偏振等发生相应变化的调制信号频率范围。24.1.2测量方法
图1表示本测量方法的原理图。
图中：
光调制器
调制电信号源
检测单元
显示单元
Pin一由光源向光调制器注入的光功率；P'i。由调制信号源向光调制器注入的信号功率；Pout一由光调制器输出的光功率；P\out一由检测单元输出的电功率。在分规范中应对光源（S,）调制信号源（S.）检测单元（D,）和显示单元（D2)的性能要求作出规定。24.1.3测量步骤
光纤的自由端面应平整，基本为一平面，并与光纤轴线垂直。应清洁光纤端口。调制信号传输线要保持平直，连接器要接触牢靠，以便获得良好匹配。调制带宽测量
选择一根光纤作为输入光纤，并用光源（S,）向光调制器注入光功率Pin。123
GB/T 13712-92
调制信号源（S2)应与光调制器保持良好匹配，并向光调制器注入信号功率Pin。光信号通过光调制器被调制后，有输出光功率Pout，它由检测单元变换成电信号输出电功率Pou：用显示单元(Dz)显示结果。
在显示单元（D,)上显示的最大电功率点的左、右方的电功率下降3dB所对应的频率间距就是光调制器的调制带宽。
本标准不限制采用其他的调制带宽测量方法，但是，各种方法均应符合分规范和（或）详细规范的有关要求。
24.2功率/带宽品质因数
24.2.1概述
光调制器调制性能的评价采用功率/带宽品质因数，它是每单位带宽的驱动功率，用每兆赫的毫瓦数(mW/MHz)表示。
24.2.2测量方法
图2表示本测量方法的原理图。
光调制器
定向爆合器
调制电信号源
图中，P\out代表定向耦合器(C)的耦合输出功率。检测单元
功率计
显示单元
在分规范中应对光源（S,）、调制信号源（S,）、检测单元（D,）、显示单元（D,）、定向耦合器（C)以及功率计(W)的性能要求作出规定。
24.2.3测量步骤
按本标准24.1.3条的规定进行准备，对定向耦合器（C）与功率计（W)的连接也按本标准24.1.3条的规定进行，以便获得良好的匹配。功率/带宽品质因数测量
按本标准24.1.3条规定的步骤测量并记录光调制器的调制带宽△f。a.
由功率计(W)读出功率P\oul，然后按下式计算光调制器信号源对光调制器注入的功率：b.
Plin = Kp\our
式中：P'in信号源向光调制器注入的信号功率；P\ou—定向耦合器耦合臂输出的信号功率；K—定向耦合器的耦合系数。
光调制器的功率/带宽品质因按下式计算：c
(mW /MHz)
（2）
GB/T13712-92
测量的调制带宽和调制信号源功率必须符合分规范和（或）详细规范的要求，以便按规定确定功率/带宽品质因数。
24.3半波电压
在考虑中。
24.4调制深度
在考虑中。
24.5插入损耗
24.5.1概述
光调制器插入损耗的测量旨在给出光调制器插入光纤系统内所引起的有用光功率下降的数值，以分贝（dB)表示。在单模光纤条件下，在光调制器前后仅有基模传输，测得的插入损耗值可表示在长光纤系统和短光纤系统两种条件的损耗，但在多模光纤系统中，与经过一段长光纤传输后到达的稳态模式分布相比，具有较宽或较窄模式分布的光功率可能注人光纤。同时，对某些类型的光纤，光功率可能注入包层，并沿包层传输。因此，测量结果并不一定都能代表在长光纤系统或短光纤系统两种条件下产生的损耗。光纤的几何尺寸和光学性能（例如：纤芯不圆度，纤芯与包层的同心度，数值孔径，模场直径等）的偏差可能导致插入损耗的差异。这种差异不能被视为光调制器质量所致。对单模光纤，注入条件应使光调制器注入端及检测端仅有基模传输，光源的波长（包括总的谱线宽度）比光纤截止波长要长，光纤的配置和长度应使可能注入的高次模式受到足够的衰减。对多模光纤，应在稳态模式条件下测量。
本标准不规定完整系统中插入损耗的测量。有两种类型的测量可供选用。
类型1：具有纤端口（如图3)的测量。光调制器
类型2：具有活动连接器端口，例如两端都端接连接器的光调制器（如图4)的测量。光调制器
连接器
连接器
两种类型的光调制器测量方法应按照分规范和（或）详细规范中的规定。注：①注入光纤的光功率应不高至能引起非线性散射的规定水平，②检测系统的响应特性偏离线性的程度不大于规定的水平；③测量系统的总稳定度在整个测量期间的变化应符合规定要求；④对多模光纤，测量结果可能依赖于传输方向；而对单模光纤，测量结果与传输方向无关。应当保证不使包层模影响测量结果，按照分规范和（或）详细规范的规定，可依赖光纤自身的滤模作125
GB/T13712—92
用。或靠增加一-个包层模式消除器来消除包层模。应选用与装配在被测光调制器上同样类型的光纤。光纤几何尺寸，光学参数的偏差应在分规范和（或)详细规范规定的范围以内。在测量过程中，从光调制器或从临时接点引出的光纤位置应保持固定，并要考虑到光纤的应力和最小弯曲半径的影响。在分规范和（或）详细规范中应规定被测光调制器前后的光纤段L，和L2临时接点应具有低的连接损耗，可重复，并在光输出端具有最小的费涅尔反射，在需要时可采用某种折射率匹配材料。
24.5.2具有尾纤端口的光调制器的插入损耗测量。测量步骤(基准测量方法)
按照图5测量并记录光功率Pour。当光纤和检测单元耦合和重复耦合时，光功率值Pout的重复a.
性应在有关的分规范和(或)详细规范中规定的范围之内。应调节临时连接点。使检测单元显示最大的光功率值。
临时连接点
光调制器
检测单元
光源(S,）、检测单元(D,）以及光纤参数、光纤段L和L2的长度均应符合有关分规范和（或)详细规范的规定。为了避免测量误差，在测量过程中，检测单元及临时接点（TJ)处的光纤末端应不发生位移。注：临时接点可以是微调架或机械接头等b．在保证Pou的稳定性之后，截断临时接头和光调制器之间的光纤（如图6所示）。此截断点的位置(L,)应由分规范和(或)详细规范加以规定。光源
临时连接点
截断点
光调制器
检测单元
从测量装置上取下光调制器及其尾纤，应注意不使临时接点(TJ)处的光纤发生位移。处理临时接点的光纤自由端，端面应平整，基本为一平面，并与光纤轴线垂直。与a项所述相类似，使处理好的光纤自由端与检测单元连接定位(如图7所示)。临时连接点
检测单元
测量并记录光功率P。，当光纤与检测单元耦合和重复耦合时，光功率的重复性应在有关分规f.
范和(或)详细规范规定的范围之内。g：光调制器这一特定光器件的插人损耗（αoM)按下列公式计算：126
GB/T13712-92
P'out(dB)
αom =— 10 log10
（3）
注：由于在测量光功率P\out和光功率P。这段时间内临时接点的位置不改变，因此本方法不受临时接点连接重复性的影响。
24.5.3具有活动连接器端口的光调制器的插入损耗测量在本测量方法中，采用一个标准参考连接器对(R)(按分规范和(或)详细规范的定义)。测量步骤
按照图8测量并记录光功率P。。当光纤与检测单元耦合和重新耦合时以及标准参考连接器对a.
(R)被连接和重新连接时，光功率的重复性应在有关分规范和(或)详细规范规定的范围之内。光源
参考连接器对
检测单元
光源（S,）、检测单元（D)、标准参考连接器对（R)以及光纤参数和光纤段L1、L，的长度应符合有关分规范和(或)详细规范的规定。b。在保证P。的稳定性之后，将标准参考连接器对(R)分离，并利用连接器Ra和R接合光调制器的输入、输出端口，使光调制器插入，如图9所示。光源
测量并记录光功率P'out
连接器
光调制器
检测单元
当连接器RA和R被分离和重新连接时，光功率P\的重复性应在分规范和或）详细规范规定的范围之内。
光调制器这一特定的光器件的插人损耗按下列公式计算：c.
P'out (dB)
αoM = - 10 log P。
24.6回波损耗
在考虑中。
24.7对环境光耦合的敏感性
24.7.1概述
.（4)
测量光调制器对环境光耦合敏感性的目的在于确定当光调制器进入工作状态后从外部光源能够耦合进波导通路中的光功率值。
由于在实际的光学系统中环境光对给定光调制器的照射方向是未知的，因此试验方法应在环境光从所有方向上照射光调制器的条件下评定环境光耦合的敏感性。通过采用一个积分球可获得这样的照射条件。
直接的方法就是从各个方向照射光调制器。在本试验中，假定通过光缆耦合进来的环境光可忽略不127
24.7.2测量方法
GB/T 13712—92
在分规范和（或）详细规范中应对光源（S,）、光散射板（F）、积分球（IS）、窗口（W）处的检测单元（D）和检测单元(D)作详细说明。
斩波器(C)
利用一个频率为313Hz或939Hz或任何不为50Hz或60Hz整数倍的方波斩波器。测量步骤
接通设备电源，使约经1h以达到稳定状态；如图10所示，将光调制器置于积分球中，在相应于一个通路的两个端口间连接上光缆，全部其他端口用不透明的连接器盖帽端接，或将各尾纤端通过积分球光缆孔引到积分球外面并加以端接；d.
测量积分球中的光功率P。
测量由被试光调制器引出的光纤中的光功率P，则光调制器对外部光的不敏感性IL按下列公式计算：P
IL = — 10 lg
(dB）
24.8调制电信号
24.8.1概述
（5）
调制电信号是为驱动光调制器而提供电功率用的。调制深度越深，要求电功率越高。对于非电调制信号测量，在考虑中。
24.8.2调制电信号测量
按图11连接调制电信号测量电路。斩波器
F光散射板
端接器
光调制器
检测单元
检测单元
放大器
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