4.3高阶模滤模器（单模）

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对于方法A、方法B和方法C，试样可以是光纤或光缆，其长度应足以达到足够的相位测量精度，典 型的最小长度是1km。由于A4f、A4g及A4h子类多模光纤相比A1类多模光纤有更大的衰减值，故 对A4类光纤，100m的最小长度是可以接受的。 注：使用短长度光纤进行测试时会影响测试结果的重复性。被测光纤的长度越长，测试结果的重复性越好

试样的输入端面和输出端面应平整、光滑，与光纤轴应有很好的垂直度。

参考光纤类型应与试样光纤相同，以便对光源和装置其他部分产生的色散延迟进行补偿。参考光 纤长度应小于或等于被试光纤长度的0.2%。 如果对A4f、A4g及A4h子类多模光纤进行测试时房地产标准规范范本，参考光纤长度应小于或等于2m。如果参考光 纤的长度大于被试光纤的0.2%，那么参考光纤的色散应该被考虑，应从试样的测试结果中减掉参考光 纤的色散值。 在测量过程中，试样的温度应保持稳定，一般温度变化应小于0.1℃（或1℃），这取决于待测样 品的色散特性对温度的敏感性

方法A、方法B和方法C分别见附录A、附录B和附录C中的试验程序 所有的方法均要求对参考光纤进行测量，参考光纤的数据可预先存储以方便试样测量。当更换 约光源、接收光纤或电子元件时，应重新测量参考光纤

在附录A、附录B和附录C 法的相对时延或色散的计算方法 可用于所有试验方法中对单位长度 曲线（入）拟合的方法，见附录D。

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7.2A1类多模光纤，A4f、A4g、A4h子类多模光纤,B1.1、B1.3以及B6类单模光纤

时延或色散数据拟合应使用附录D中三项塞缪尔（Sellmeier)方程拟合。计算色散系数 色散波长入。，零色散斜率S。的计算公式见附录D 只有在1550nm区域，色散与波长的关系可近似为线性函数，时延可用二项式拟合，见附

7.3B1.2类单模光纤

基于准确性要求，对于波长间隔不超过35nm，二项式拟合法可用于1550nm区域。二项式拟合 公式不能用于外推预测超出测量波长范围的色散。对于更长的波长间隔，推荐使用五项塞缪尔 Sellmeier)拟合方程式或四项多项式拟合。但是不能外推到1310nm区域。 计算色散系数D入）和色散斜率S（入）的公式见附录D

基于准确性要求，对于波长间隔不超过35nm，， 项式拟合法可用于1550nm区域。 二项式拟合 公式不能用于外推预测超出测量波长范围的色散。对于更长的波长间隔，推荐使用五项塞缪尔 Sellmeier)拟合方程式或者四项多项式拟合。但是不能外推到1310nm区域。 相应的色散系数D（入），零色散波长入。，零色散斜率S。的拟合公式见附录D

7.5B4和B5类单模光纤

对于波长间隔大于35nm，宜使用五项塞缪尔拟合方程式或四项多项式拟合。但是该拟合公式不 能用于外推预测超出测量波长范围的色散。 对于B4类光纤，二项式拟合只可以用于短波长间隔（波长间隔35nm）的情况下。该拟合公式不 能用于外推预测超出测量波长范围的色散。 相应的色散系数D（入）和色散斜率S（入）的公式见附录D。

8.1测量结果报告应包括下列内容： 试样识别号； 计算结果所用公式； 试样长度； 被测光纤类型： 按产品规范要求，报告产品的零色散波长、零色散斜率和指定波长或波长范围的色散系数； 测量日期和操作人员。 8.2报告中也可包括下列内容： 所用试验方法（方法A、方法B或方法C）； 光源类型和所用测量波长； 调制器频率； 信号检测器和信号检测电子系统说明； 计算技术细节； 试验装置最近校准日期

8.1测量结果报告应包括下列内容： 试样识别号； 计算结果所用公式； 试样长度； 被测光纤类型： 按产品规范要求，报告产品的零色散波长、零色散斜率和指定波长或波长范围的色散系数； 测量日期和操作人员。 8.2报告中也可包括下列内容： 所用试验方法（方法A、方法B或方法C）； 光源类型和所用测量波长； 调制器频率； 信号检测器和信号检测电子系统说明； 计算技术细节； 试验装置最近校准日期。

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例如：当△=0.1°，L=10km，△入=32nm时，要求光源最低调制频率大约为100MHz。 注1：用不同的波长间隔和相位不稳定度对附录D中用三项塞缪尔方程拟合群时延的公式进行入。和S。的重复测 量，得到式（A.2）。 注2：选用平均波长接近于预期试样零色散波长入。的光源，和/或选用三个以上波长系统的光源，可使误差小于上 述最大误差

A.1.4信号检测器和信号检测电子系统

应将一个在测量波长范围内灵敏的光检测器和一个相位计一起使用。为提高检测系统的灵敏度 可采用一个放大器。一个典型的系统可能包括光电二极管、场效应晶体管放大器和矢量电压表， 光检测器一放大器一相位计系统应只对调制信号的主傅里叶分量响应，在接收光功率范围内应弓 （恒定的信号相移。接收功率范围可由可变衰减器控制

为测量信号源的相位，应给相位计提供与调制信号的主傅里叶分量频率相同的基准信号。基准信 相位应与调制信号同步，一般从调制信号中分离出来。下面给出基准信号的实例（见图A.1和 图A.2）： a）当信号源和检测器在同地场合时，例如在实验室或校准期间，信号发生器和相位计的参考端口 之间可采用电连接。 b 当信号源和检测器在同地场合时，也可采用分光器（分光器插在试样之前）和检测器。 对于光缆现场试验（信号源和检测器异地），可采用一条光学链路。该光学链路一般包括与含 被测试样的光学链路相类似的调制光源、光纤和检测器。 1 现场试验（信号源和检测器异地）用的基准信号也可用波分复用在被试光纤上传送

将参考光纤（见5.3)插人试验装置，并建立基准信号（见A.1.5）。测量和记录试样在每个波长上信 号相对于基准信号的输入相位中（入；）。 如果在每个波长下调制信号的相位都可调节，那么在校准测量时应调整全部波长下的调制信号的 相位，使得输人相位品（入，）三0。

将参考光纤（见5.3)插人试验装置，并建立基准信号（见A.1.5）。测量和记录试样在每个波长上 相对于基准信号的输人相位中品（入；）。 如果在每个波长下调制信号的相位都可调节，那么在校准测量时应调整全部波长下的调制信号 立，使得输人相位中品（入）三0。

将被试光纤插人试验装置，并建立基准信号。测量和记录试样在每个波长上信号相对于基准信号 的输出相位pou（入；）。 注：在进行试样测量和校准测量时，需调节检测器接收的光功率电平，使信号检测器和信号检测电子系统中与光项 率大小有关的相移减少到最低限度

将被试光纤插人试验装置，并建立基准信号。测量和记录试样在每个波长上信号相对于基准信号 的输出相位中ou（入；）。 注：在进行试样测量和校准测量时，需调节检测器接收的光功率电平，使信号检测器和信号检测电子系统中与光功 率大小有关的相移减少到最低限度

3.1每个波长上测得的输入相位都应从该波长上的输出相位中减去。单位长度光纤群时延↑（入； 武（A.3)：

GB/T 15972.42—2021400ps）。在测量期间，应能保持波长稳定和稳定的触发。B.1.1.4谱宽光源的FWHM应小于或等于10nm。0光衰减器试样或参考光纤多个激光器组取样示波器时间延迟发生器触发信号放大器光检测器计算机图B.2时域群时延谱法试验装置（多个激光器组）B.1.2信号检测器应采用一种在所使用波长范围内灵敏的高速光检测器（冲击响应的FDHM小于400ps），如锗雪崩光电二极管。在接收光强范围内检测器的线性度应在10%以内。限制线性度的主要目的是不压缩脉冲峰，从而不影响脉冲峰时间位置的确定。可采用一个宽带放大器提高检测器灵敏度，以满足速率和线性的要求。光衰减器可用来保持恒定的信号幅度。B.1.3信号检测电子系统应采用一种测量和/或显示装置，一般为高频取样示波器，它能够在经过校准的时间刻度上显示光脉冲的相对到达时间。B.1.4延迟器件为补偿试样和参考试样之间的传输延迟差，应提供一种如数字延迟发生器这样的延迟器件。它既可触发光源，也可由光源来触发它，并能给检测电子系统（取样示波器）提供一个延迟的触发信号。延迟器件应在测量期间提供稳定的延迟时间，其抖动和漂移的均方根应小于50pS。10

B.2.1参考试样的测量

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参考试样测量步骤如下： a）将参考光纤接人试验装置，并将光源波长调到第一个测量波长。调节延迟发生器，以便在已知 的、经过校准的示波器的时间刻度上显示出输人脉冲。 b 脉冲位置由其波峰或形中心位置确定。将第一个测量波长作为基准波长，记录该基准波长的 脉冲相对于已校准的准标（例如显示标线）的时间位置。 将光源调至下一个测量波长，不改变延迟发生器。记录该波长脉冲和基准波长脉冲之间的时 间差{（入：）。在所要求的各波长；上重复本程序。 注：采用本方法，延迟器件精度并不重要。 ，如果不能用不同波长脉冲的大时延差进行测量，为了获得预期结果，就

试样测量步骤如下： a） 将试样放入试验装置，并将光源波长调到第一个测量波长，调节延迟发生器，以便在已知的、经 过校准的示波器的时间刻度上显示出输入脉冲。 D 重复B.2.1中b)的步骤，记录该基准波长脉冲的时间位置。 C 将光源调到下一个测量波长，不改变延迟发生器，记录该波长脉冲和基准波长脉冲之间的时间 差Tou（入；）。在所要求的各波长入；上重复本程序。如果不能用这种方法进行测量，则按B.2.1 中的注所说明的情况进行处理。 d 从每个波长的输出脉冲时间差中减去在该波长上测得的输人脉冲时间差

B.3.1单位长度的群时延为公式（B.1)

To(入；）——输出脉冲时间差，单位为皮秒(ps)； Ti（入；）一一输人脉冲时间差，单位为皮秒（ps）； L 一一扣除参考光纤长度后的被测试样长度，单位为千米（km）。 .3.2用B.3.1中得到的时延数据，用附录D中的最佳拟合公式进行时延拟合。 3.3.3使用附录D中适合的系数最佳拟合值去计算色散D（入），或要求的其他参数。图A.2是典型的 寸延曲线T（入：）和色散曲线D（入；）。 3.3.4色散可以通过零色散波长入。和零色散斜率S。来定义，或者通过在一个或多个波长上的色散系 数来定义，或者前两种方法。在某种情况下零色散波长和零色散斜率参数只是用于计算远离零色散波 长处的色散系数。 当定义零色散波长时，测量波长应包括零色散波长，或包括距这一波长100nm以内的数据。当零 色散波长和零色散斜率仅用于计算远离零色散波长处的色散系数时，测量波长需包含计算所用到的波 长。附录D中给出了测量波长的范围以及适合的拟合方法

GB/T15972.42—2021个测量波长上的相位。由这两个波长的微分相位和试样长度确定平均波长的波长色散。图C.2中标有“信号处理”的单元可由计算机实现其功能。图C.3给出了第二个实例。相位计参考信号本身即是通过光纤的一对波长中的一个。图C.4给出了第三个实例。用几百赫兹的频率在两波长之间交替切换光，采用相位计检测微分相位输出。相位计产生与波长调制同步的交流信号，其幅度与两个测量波长之间的微分相位成正比。然后该信号用锁相放大器解调，产生代表微分相位的直流信号。平均波长的波长色散由该微分相位和试样长度确定。为控制接收的光功率，可采用诸如光衰减器这类的器件。试样或参考光纤光检测器放大器波长选择光源（组）光检测器放大器信号发生器相位计基准信号计算机图C.3微分相移法试验装置（用双波长测量微分相位）试样或参考光纤光源（组）波长选择光检测器放大器连接器连接器相位计基准信号信号发生器控制低频示波器锁相放大器计算机图C.4微分相移法试验装置（用双调制测量微分相位）C.1.4基准信号应给相位计提供与调制信号的主傅里叶分量频率相同的基准信号，以测量信号相对于基准信号的14

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数分相位。基准信号应与调制信号同步，一般是从调制信号中分出。 图C.1中基准信号的实例说明如下： a）1 信号源和检测器在同地时，例如在实验室或校准期间，信号发生器和相位计的参考端口之间可 采用电连接。 b） 信号源和检测器在同地时，也可采用分光器（分光器插在试样之前）和检测器 对于光缆现场试验（信号源和检测器异地），可采用一条光学链路。该光学链路一般包括与含 被测试样的光学链路相类似的调制光源、光纤和检测器

将参考光纤放人试验装置并建立基准信号。测量并记录平均波长入；的一对相邻波长入；和入"的微 分相位（入；）。 注：在进行试样测量和校准测量时，需调节检测器接收的光功率电平，使信号检测器和信号检测电子系统中与光功 率大小有关的相移减少到最低限度

1每一波长的色散系数计算如下： 每一波长入：处的波长色散系数D(入）由公式(C.2)导出

p () (a)、 D(入:)= 360XfXLX X 1012 ....( C.2

入； 波长入：和入"的平均值，单位为纳米（nm）； 波长入：和入"的差值，单位为纳米（nm）； 4(入:) 被测试样的微分相位，单位为度（°）； Ag(入;) 相位校准光纤的微分相位，单位为度（°）； 调制频率，单位为赫兹（Hz)； L 扣除相位校准光纤长度后的被测试样长度，单位为千米（km）

入； 波长入：和入"的平均值，单位为纳米（nm）； 入 波长入和入的差值，单位为纳米（nm）； 4（入） 被测试样的微分相位，单位为度（）； 4（入；） 相位校准光纤的微分相位，单位为度（°）； 调制频率，单位为赫兹（Hz）； L 扣除相位校准光纤长度后的被测试样长度，单位为千米（km）。 C.3.2在每一波长得到的波长色散系数直接作为被测光纤波长色散系数的最终结果，无需进一步的数 据处理或计算。 色散可以通过零色散波长入。和零色散斜率S。来定义，或者通过在一个或多个波长上的色散系数 来定义，或者前两种方法。在某种情况下零色散波长和零色散斜率参数只是用于计算远离零色散波长 处的色散系数。 当定义零色散波长时，测量波长应包括零色散波长，或包括距这一波长100nm以内的数据。当零 色散波长和零色散斜率仅用于计算远离零色散波长处的色散系数时，测量波长需包含计算所用到的波 长。附录D中给出了测量波长的范围以及适合的拟合方法。

色散可以通过零色散波长入。和零色散斜率S。来定义，或者通过在一个或多个波长上的色散系数 来定义，或者前两种方法。在某种情况下零色散波长和零色散斜率参数只是用于计算远离零色散波长 处的色散系数， 当定义零色散波长时，测量波长应包括零色散波长，或包括距这一波长100nm以内的数据。当零 色散波长和零色散斜率仅用于计算远离零色散波长处的色散系数时，测量波长需包含计算所用到的波 长。附录D中给出了测量波长的范围以及适合的拟合方法

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色散测量的结果可以是直接测量的色散值或与波长相关的函数值一一群时延值。色散和色散斜率 直可以通过这些数据求导得到。求导通常是在数据被拟合成数学模型后。 本附件给出了色散拟合的通用描述和一些标准的拟合公式。 以下列出了本附录后续拟合公式中所用符号和符号的含义： 入 波长，单位为纳米（nm）； T 单位长度光纤群时延谱，单位为皮秒每千米（ps/km）； D(入）一 色散系数，单位为单位为皮秒每纳米千米[ps/（nm·km)]； 入。 零色散波长，单位为纳米（nm）； （入。） 零色散波长处的最小相对时延，单位为皮秒每千米（ps/km）； S。 零色散波长处的色散斜率，单位为皮秒每平方纳米千米[ps/（nm·km)]； S（入） 色散斜率，单位为皮秒每平方纳米千米[ps/（nm·km)]。 注1：T(入）和D(入)均可直接测定或用测量结果对指定函数进行拟合得到 注2：例如，当指定了拟合函数时，只要是拟合的结果同实际测量结果的均方根偏差的总和为最小，等式右边表达式 中的所有拟合系数的值也就被确定，该表达式就可用来确定其他变量的值。 注3：拟合函数中的A、B、C、D或E均为拟合系数

航天标准D.2公式和拟合系数的定义

表D.1包含了拟合的数学模型的通用描述。 丧到更尚 项式，使得拟合能保持稳定。 表D.2给出了相应的色散斜率的公式。 表D.3给出了三项塞缪尔方程和二阶多项式模型的零色散波长和零色散斜率

表D.1拟合类型和拟合系数的定义：群时延和色散系数拟合公式

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LYT标准规范范本表D.2色散斜率拟合公式

表D.3零色散波长和零色散斜率

对于强大的数值拟合，在完成最小二乘回归之前，横坐标轴（波长）应通过坐标变换转换为具有缩小 范围的值。在回归之后，拟合参数在完成求导之前，需转换成原始的波长。 应选择合适的最小二乘回归来解决拟合问题。这种方法对在群时延或色散数据的测量过程中产生 的噪声和其他误差的影响应是稳定的。依赖输入数据源，群时延或导出的色散公式会被用到。 应注意拟合是需包含足够的数据点。当拟合阶数和采样点数量是相当的，拟合将无法得到准确 结果。 如果拟合群时延数据，色散数据使用拟合得到的系数代入到表D.1中的色散计算公式进行计算。 外推到拟合范围外的波长需小心，因为对范围外的点的拟合可能是非物理性的表现。 色散斜率可使用拟合得到的系数代人到表D.2中的公式中进行计算