光功率探頭校準(zhǔn)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(以IEC為主)與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(如中國(guó)JJF/JJG系列)在技術(shù)框架、應(yīng)用側(cè)重和合規(guī)要求上存在系統(tǒng)性差異。以下從**維度進(jìn)行對(duì)比分析:??一、標(biāo)準(zhǔn)體系與技術(shù)框架維度國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(IEC61315)中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)**標(biāo)準(zhǔn)IEC61315:2005(通用基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn))JJG965-2013(通信用光功率計(jì))JJF1755-2019(PON功率計(jì)**)13覆蓋范圍通用光功率計(jì)基礎(chǔ)校準(zhǔn)方法細(xì)化場(chǎng)景:常規(guī)通信、PON突發(fā)模式、量子傳感等310技術(shù)演進(jìn)2005版未涵蓋高速/突發(fā)信號(hào)校準(zhǔn)2019年后新增PON突發(fā)功率、多波長(zhǎng)同步校準(zhǔn)要求3差異本質(zhì):IEC標(biāo)準(zhǔn)提供基礎(chǔ)方法論,而國(guó)標(biāo)更強(qiáng)調(diào)場(chǎng)景適配性,尤其針對(duì)中國(guó)***部署的PON網(wǎng)絡(luò)。??二、技術(shù)參數(shù)要求對(duì)比1.波長(zhǎng)覆蓋與精度IEC61315:*規(guī)定通用波長(zhǎng)點(diǎn)(如850nm、1300nm、1550nm),精度要求±(全量程)1。國(guó)標(biāo)(JJF1755-2019):新增PON**波長(zhǎng):1310nm(上行)、1490/1550nm(下行)3;突發(fā)模式精度:±(上升時(shí)間≤100ns)3;多波長(zhǎng)同步校準(zhǔn):要求三波長(zhǎng)偏差≤(GPON/EPON系統(tǒng))34。2.動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性IEC標(biāo)準(zhǔn):未明確突發(fā)信號(hào)響應(yīng)要求,*關(guān)注連續(xù)光1。國(guó)標(biāo):強(qiáng)制要求突發(fā)光功率校準(zhǔn)(峰值功率/時(shí)間門控采集),模擬OLT-ONU實(shí)際通信場(chǎng)景34。 高精度研發(fā)(如量子通信)、高功率激光監(jiān)測(cè)。廈門Agilent光功率探頭
光功率探頭的校準(zhǔn)是一個(gè)系統(tǒng)性過程,需結(jié)合精密儀器、標(biāo)準(zhǔn)參考源及規(guī)范操作流程,以確保測(cè)量結(jié)果的溯源性。以下是基于計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)實(shí)踐的詳細(xì)校準(zhǔn)流程:??一、校準(zhǔn)前準(zhǔn)備設(shè)備與環(huán)境檢查清潔探頭接口:用99%純度精與無(wú)塵棉簽螺旋式清潔探頭光敏面(InGaAs或Si材料),避免灰塵導(dǎo)致讀數(shù)偏差()12。環(huán)境要求:溫度(23±2)℃、濕度<60%RH,遠(yuǎn)離強(qiáng)電磁場(chǎng)和振動(dòng)源。校準(zhǔn)設(shè)備準(zhǔn)備參考標(biāo)準(zhǔn):經(jīng)NIST或計(jì)量科學(xué)研究院(NIM)溯源的標(biāo)準(zhǔn)光功率計(jì)(精度±)2026。光源選擇:連續(xù)光源:1310nm/1490nm(≥0dBm)、1550nm(≥20dBm)。突發(fā)光源:需搭配可調(diào)光衰減器及光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)模擬實(shí)際工況。完全避光環(huán)境下啟動(dòng)“零位補(bǔ)償”功能,靜置≥3分鐘,電路熱噪聲1。驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn):暗電流讀數(shù)≤1pA(對(duì)應(yīng)-110dBm)為合格2。2.波長(zhǎng)匹配校準(zhǔn)波長(zhǎng)選擇:根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)置對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)(如GPON用1310nm/1490nm/1550nm。 成都keysight光功率探頭81624B高線性度(±0.15 dB)、低噪聲設(shè)計(jì),支持遠(yuǎn)程觸發(fā)與自動(dòng)化集成。
算法與系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用合適的算法:如在半導(dǎo)體激光器驅(qū)動(dòng)電路中采用數(shù)字技術(shù),結(jié)合PD算法或PID算法,通過多次實(shí)驗(yàn)調(diào)試確定參數(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)光功率的精確。還可將功率范圍分段,對(duì)每一段分別整定參數(shù),進(jìn)一步提高精度。。分區(qū)間校準(zhǔn)算法:同一光電探測(cè)器在不同波長(zhǎng)和功率范圍內(nèi)的光電轉(zhuǎn)換效率曲線并非直線,且不同波長(zhǎng)的曲線線性度不同。可采用多擋位放大量程電路,并建立待校準(zhǔn)光功率計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)光功率計(jì)之間的數(shù)字信號(hào)值和光功率值的對(duì)應(yīng)關(guān)系,通過分區(qū)間函數(shù)擬合,實(shí)現(xiàn)高精度的光功率測(cè)量。閉環(huán)與實(shí)時(shí)補(bǔ)償:一些光衰減器采用閉環(huán),內(nèi)置高精度功率計(jì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)輸出光功率,并自動(dòng)補(bǔ)償輸入功率波動(dòng),確保設(shè)定輸出功率的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。環(huán)境與操作規(guī)范控制測(cè)量環(huán)境:保持測(cè)量環(huán)境的穩(wěn)定,避免溫度、濕度、電磁干擾等因素的影響。例如,有些光功率探頭在20°左右的環(huán)境溫度下性能比較好,需避免將其長(zhǎng)時(shí)間放置在高溫或低溫環(huán)境中。。規(guī)范操作流程:確保光纖連接器清潔、無(wú)損傷且正確安裝,避免因連接不良導(dǎo)致的測(cè)量誤差。同時(shí),遵循正確的操作步驟和方法,如在測(cè)量光功率時(shí)。
光信號(hào)分析測(cè)量光信號(hào)的穩(wěn)定性:通過多次測(cè)量光功率并分析其波動(dòng)情況,光功率探頭可以評(píng)估光信號(hào)的穩(wěn)定性。在激光實(shí)驗(yàn)中,研究人員利用光功率探頭長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)激光輸出功率,計(jì)算功率的標(biāo)準(zhǔn)偏差等統(tǒng)計(jì)指標(biāo),從而判斷激光源的穩(wěn)定性。這對(duì)于一些對(duì)激光穩(wěn)定性要求極高的應(yīng)用,如激光干涉儀用于精密測(cè)量物理量(如長(zhǎng)度、引力波探測(cè)等),確保激光信號(hào)穩(wěn)定是實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵因素之一。輔助分析光信號(hào)質(zhì)量問題:光功率探頭測(cè)得的光功率信息可用于輔助分析光信號(hào)的質(zhì)量問題。例如,在光纖通信中,如果接收端的光功率低于正常范圍且誤碼率升高,可能是光纖鏈路存在損耗過大、連接不良等問題。通過在光纖的不同位置使用光功率探頭測(cè)量,結(jié)合其他測(cè)試儀器(如光時(shí)域反射儀),可以光纖鏈路中的故障點(diǎn),是光信號(hào)質(zhì)量問題診斷的重要手段之一。 適用場(chǎng)景:極端環(huán)境(如航空航天、核設(shè)施)、超寬譜或低噪聲需求。
光功率測(cè)量準(zhǔn)確性光信號(hào)功率變化快時(shí):如果光信號(hào)的功率在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生快速變化,響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)的探頭可能無(wú)法及時(shí)捕捉到這種變化,導(dǎo)致測(cè)量出的光功率值與實(shí)際值存在偏差。比如在一些光通信系統(tǒng)中,光信號(hào)的強(qiáng)度可能會(huì)因?yàn)橥饨绺蓴_或系統(tǒng)調(diào)整而瞬間改變,此時(shí)響應(yīng)時(shí)間短的探頭能更準(zhǔn)確地反映光功率的真實(shí)變化情況,而響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)的探頭可能會(huì)使測(cè)量結(jié)果滯后于實(shí)際變化。光信號(hào)功率變化慢時(shí):當(dāng)光信號(hào)功率變化較為緩慢時(shí),光功率探頭的響應(yīng)時(shí)間對(duì)測(cè)量準(zhǔn)確性的影響相對(duì)較小,無(wú)論是響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)還是短的探頭,都能較好地測(cè)量出光功率的變化趨勢(shì)。光脈沖測(cè)量窄脈沖測(cè)量:對(duì)于寬度較窄的光脈沖,如皮秒、飛秒級(jí)的超短脈沖激光,只有具有足夠短響應(yīng)時(shí)間的光功率探頭才能準(zhǔn)確測(cè)量出脈沖的峰值功率、脈沖寬度等參數(shù)。如果探頭的響應(yīng)時(shí)間比脈沖寬度長(zhǎng)很多,它可能無(wú)法分辨出單個(gè)脈沖,而是將多個(gè)脈沖整合在一起測(cè)量,導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確,無(wú)法獲取脈沖的詳細(xì)信息。 如特定波長(zhǎng)范圍的探頭或特殊尺寸、形狀、接口的探頭。杭州安捷倫光功率探頭81628C
長(zhǎng)距離模塊測(cè)短距時(shí)接收光功率過高,燒毀光電探測(cè)器 。廈門Agilent光功率探頭
光纖探頭在狹小空間測(cè)量時(shí),需要注意以下幾點(diǎn):探頭選型尺寸匹配:選擇尺寸較小的光纖探頭,如FLE光纖激光尺的激光探頭尺寸為35x51x83mm,適合狹小空間安裝。。纖芯直徑與數(shù)值孔徑:根據(jù)測(cè)量需求和空間限制,綜合考慮光纖的纖芯直徑和數(shù)值孔徑。一般來(lái)說,芯徑較小的光纖適用于高分辨率的測(cè)量,但可能會(huì)影響測(cè)量精度,而較大的數(shù)值孔徑可以增加光纖的收集光線能力和測(cè)量范圍。光纖類型:對(duì)于需要頻繁彎曲或在有限空間內(nèi)彎曲的應(yīng)用,選擇彎曲不敏感光纖,其在小彎曲半徑的情況下?lián)p耗也很??;對(duì)于短距離傳輸且需要很好的柔韌性的應(yīng)用,可選用多模光纖;對(duì)于長(zhǎng)距離傳輸或?qū)捯筝^高的應(yīng)用,可選用單模光纖安裝固定固定方式:采用合適的固定方式確保光纖探頭在測(cè)量過程中保持穩(wěn)定,如使用光纖支架、膠水黏貼、焊接、嵌入或栓接等方式。對(duì)于不同材質(zhì)的表面,可選擇相應(yīng)的安裝方法,如在金屬結(jié)構(gòu)上可采用焊接,對(duì)于復(fù)合材料可選擇黏合或嵌入等。 廈門Agilent光功率探頭