光纤激光器用掺镱光纤

ICS33.180.10M33团体标准T/CEMIA0xx－201x光纤激光器用掺镱光纤Ytterbiumdopedfiberforfiberlaser（征求意见稿）（本稿完成日期：2018.9.20）20××-××-××发布20××-××-××实施中国电子材料行业协会发布T/CEMIA0xx－201x2前言本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准由中国电子材料行业协会提出并归口。本标准主要起草单位：江苏亨通光纤科技有限公司本标准参与起草单位：上海亨通光电科技有限公司、武汉睿芯特种光纤有限责任公司、通鼎互联信息股份有限公司、洛阳中硅高科技有限公司、杭州富通通信技术股份有限公司、上海飞凯光电材料股份有限公司、久智光电子材料科技有限公司本标准主要起草人：陈伟、卢萍、黄淑影、莫琦、朱坤、万烨、冯高锋、裘益群、白凤茹T/CEMIA0xx－201x3光纤激光器用掺镱光纤1范围本标准规定了光纤激光器用掺镱光纤的术语和定义、结构和型号、尺寸参数、光学参数、机械性能、环境性能等要求、试验方法、检验规则、包装和标志、运输和储存等。本标准适用于光纤激光器中使用的掺镱光纤。2规范性引用文件下列文件对于本标准的应用是必不可少的。凡是注日期的引用标准，仅所注日期的版本适用于本标准。凡是不注日期的引用标准，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本标准。GB/T14733.12电信术语光纤通信（IEC60050(731):1991,IDT）GB/T15972（所有部分）光纤测量方法和试验程序GB/T28504.1掺稀土光纤第1部分：双包层掺镱光纤特性3术语和定义GB/T14733.12-2008中界定的术语和定义适用于本文件。3.1掺镱光纤Yb-dopedFiber在光纤纤芯中掺入稀土镱离子（Yb3+）的光纤。3.2双包层DoubleCladding光纤纤芯之外依次围绕不同折射率的两个包层，内包层和外包层。3.3内包层和外包层InnerCladdingandOuterCladding内包层是用于约束信号光在光纤芯层中传输而紧邻光纤纤芯的第一个包层，其折射率较芯层低；而处于内包层之外，用于约束泵浦光在内包层传输，且紧邻光纤内包层的第二个包层为外包层，其折射率较内包层低。3.4内包层数值孔径InnerCladdingNA泵浦光因外包层的约束而在内包层中传输的数值孔径，为包层中泵浦光辐射到空气中的辐射半角的正弦值。3.5包层泵浦吸收系数AbsorptionCoefficientpumpedinCladding光纤每单位长度对在内包层中传输的特定波长（如915nm或975nm）的光功率吸收值。T/CEMIA0xx－201x44要求4.1尺寸参数光纤激光器用掺镱光纤的尺寸参数应符合表1规定。表1型式检验典型掺镱光纤尺寸参数单位为微米型号YDF-10/130YDF-20/130YDF-30/250YDF-20/400YDF-25/400纤芯直径10.0±1.520.0±1.530.0±2.020.0±1.525.0±1.5内包层直径（边对边）130±2130±2250±5400±10400±10涂覆层直径（未着色）a245±10245±10395±15550±15550±15纤芯/内包层同心度偏差≤2≤2≤2≤3≤3a涂覆层直径的限定值是通信光缆中最常应用的指标，在某些应用场合，可以采用其他规格的涂覆层直径和容差。4.2光学参数光纤激光器用掺镱光纤的光学参数应符合表2的规定。表2典型掺镱光纤的光学参数要求型号单位YDF-10/130YDF-20/130YDF-30/250YDF-20/400YDF-25/400纤芯数值孔径NA0.075±0.0050.080±0.0050.060±0.0050.060±0.0050.060±0.005内包层数值孔径NA≥0.46≥0.46≥0.46≥0.46≥0.46包层泵浦吸收@915nmdB/m1.3±0.23.0±0.32.0±0.30.40±0.030.60±0.03包层泵浦吸收@975nmdB/m3.7±0.49.0±0.66.0±0.51.20±0.051.8±0.05包层损耗@1200nmdB/km≤15.00≤15.00≤15.00≤15.00≤15.00纤芯斜率效率@915nm%///≥70.0≥70.04.3机械性能光纤激光器用掺镱光纤的机械性能应符合表3的规定。表3典型掺镱光纤的机械性能要求项目单位技术指标筛选强度N1%涂覆层剥离力N待研究4.4环境性能环境试验的条件和要求应符合如下规定。工作温度范围：-55℃~+85℃。储存温度范围：-45℃~+90℃。在经过干热试验、湿热试验和温度特性试验后，在25℃环境温度下其对915nm波长的包层泵浦吸收系数的变化应不大于10%。高温浸水性能：经过高温浸水试验(a)300小时后，1095nm波长包层损耗不大于15dB/km。5试验方法5.1尺寸参数的测量方法T/CEMIA0xx－201x55.1.1纤芯直径剥除光纤的有机涂层，采用GB/T15972.20—2008所规定的折射近场法或横向干涉法进行纤芯直径测量，对纤芯直径不小于20微米的光纤也可以采用近场光分布法进行测量。5.1.2内包层尺寸采用GB/T15972.20—2008所规定的近场光分布法或折射近场法进行内包层形状测量和尺寸测量，也可采用机械直径法进行内包层尺寸测量。5.1.3涂覆层直径（未着色）采用GB/T15972.20—2008所规定的近场光分布法或机械直径法进行涂覆层测量。5.1.4纤芯/内包层同心度偏差采用GB/T15972.20—2008所规定的折射近场法、近场光分布法或横向干涉法确定纤芯拟合圆的圆心和内包层拟合外接圆的圆心，进行纤芯/内包层同心度误差测量。5.2光学参数测量方法5.2.1纤芯数值孔径以1064nm波长的稳定信号光为光源注入进光纤芯层，采用GB/T15972.43—2008所规定的远场光分布法或角度扫描法进行纤芯数值孔径测试。测试前应至少剥除30cm长的光纤涂覆层和外包层，以进行包层模滤除，将暴露出内包层的光纤以不大于200mm弯曲半径放置成S型并浸泡到折射率高于内包层的匹配油中，检验包层模的光强，使其强度不大于纤芯最大辐射光强的1%。5.2.2内包层数值孔径采用GB/T15972.43—2008所规定的方法进行内包层数值孔径测试，也可以采用内包层与外包层折射率计算其理论数值孔径。5.2.3包层泵浦吸收系数及包层损耗取适当长度（L1）的光纤，以输出功率稳定的宽带白光光源（光波谱包含915nm、975nm以及1200nm波长）为光源，采用截断法进行包层泵浦吸收系数及包层损耗测量。在非激发状态泵浦功率条件下，采用光谱仪测试其输出功率值（W1）。然后在距离光纤输入端L0（1m~2m）处截断该光纤，测试其输出功率值（W0），则包层泵浦吸收系数及包层损耗可以按照公式（1）进行计算：α=10（lg𝑊0−lg𝑊1）𝐿1−𝐿0..................................(1)式中：α—包层泵浦吸收系数或包层损耗系数，单位为分贝每米（dB/m）；𝑊0−截断后光纤输出功率，单位为毫瓦（mW）；𝑊1−截断前光纤输出功率，单位为毫瓦（mW）；𝐿1−截断前光纤长度，单位为米（m）；𝐿0−截断后剩余光纤长度，单位为米（m）。5.2.4纤芯斜率效率如下图光路，其中CPS为包层光剥除器，采用915nm透过，滤镜激光波长全反射的滤镜。a)不介入待测光纤，从零开始等间隔地增加激光器功率，高反光栅右侧注入端处测量一组光功率，记为功率P1。b)取吸收约为10dB长度的有源光纤长度，将光纤盘绕在直径不小于200mm工装上接入高反光栅与低反光栅之间，从零开始按照（1）相同激光器功率设定等间隔地增加激光器功率，在CPS右侧输出端用功率计记录一组光功率，记为P2。c)将滤镜插入到CPS输出光纤端面与功率计之间，从零开始按照（1）相同激光器功率设定等间隔地增加激光器功率，用功率计记录一组光功率，记为P3。T/CEMIA0xx－201x6d)定义P4=P2-P3，以P1为自变量，P4为因变量进行线性拟合得到斜率η，η即为待测光纤的纤芯斜率效率。5.3机械性能试验方法光纤机械性能试验方法应符合表4。表4光纤机械性能试验方法项目试验方法筛选强度GB/T15972.30—20085.4环境性能试验方法光纤环境性能试验方法可参考表5，试验光纤长度宜在5m~50m之间。考虑到测试进度的影响，检测信号的包层泵浦吸收量宜在2dB到50dB之间。高温高湿实验方法：取约100m左右的待测光纤，盘绕后浸入热水中，热水温度为（a）85℃±2℃，(b)98℃±2℃，到达实验时间后取出光纤，保持盘绕直径不变在阴凉处晾干1小时。表5光纤环境性能试验方法项目试验方法湿热性能GB/T15972.50—2008干热性能GB/T15972.51—2008温度性能GB/T15972.52—20086检验规则6.1检验分类本标准规定的检验分为：a)型式检验；b)出厂检验。6.2型式检验有以下情况之一者，应进行型式检验：a)新产品生产试制定型鉴定；b)正式生产后，原材料、工艺等发生较大改变，可能影响产品性能时；c)正常生产时，每半年进行一次；d)产品停产三个月及其以上，恢复生产时；e)交收检验结果与上次交收有较大差异时；f)国家质量监督检验机构提出进行型式检验时。6.3出厂检验1P1P2P3T/CEMIA0xx－201x76.3.1生产批采用同种原料、同种工艺在基本相同的时间内生产的产品为一生产批。6.3.2检验批同一生产批为检验批。6.3.3检验程序出厂检验按表6进行。表6出厂检验检验项目要求章条号检验方法章条号尺寸参数4.15.1光学参数4.25.2机械性能4.35.3环境性能4.45.46.3.4抽样方案除过特殊检验内容外，成品检验规范中所列举的指标进行全检。出库时实行抽检，目的在于复核成品光纤的测试数据。一般分为常规抽检和特殊抽检，没有明确监测要求时一般采取常规抽检。抽检方案件按表7进行。表7抽检方案批量抽检方案正常抽检加严抽检6个月以下6月以上-12个月12个月以上6个月以下6月以上-12个月12个月以上抽检数量（允许不合格数）抽检数量（允许不合格数）26～505（0）8（0）13（0）5（0）8（0）13（0）51～905（0）13（0）20（0）5（0）13（0）20（0）91～1508（0）20（0）32（1）8（0）20（0）32（1）151～28013（0）32（1）50（1）13（0）32（1）50（1）281～50020（0）50（1）80（2）20（0）50（1）80（1）501～120032（1）80（2）125（3）32（1）80（1）125（2）1201～320050（1）125（3）200（5）50（1）125（2）200（3）3201～1000080（2）200（5）315（7）80（1）200（3）315（5）注：在质量正常情况下，检验水平选用正常检验方案，在任一1个月抽检不合格或者存在需要特殊跟踪项时选用加严检验方案。6.3.5结果判定样品不符合表6的规定，应重新进行复验。重新复验仍不符合表6的规定，则该批产品不合格。6.3.6检验后的处理6.3.6.1不合格产品不合格产品的处置方法直接报废处理。T/CEMIA0xx－201x86.3.6.2合格产品产品检验合格后由供方检验部门填写质量证明书。质量证明书内容应包括：a)产品名称；b)交货批号；c)产品长度；d)检验结果；e)检验部门印记；f)生产日期；g)检验日期；h)检验员。7包装、标志、运输和贮存7.1包装7.1.1光纤产品应按照厂家要求的长度出厂。7.1.2每盘光纤应有对应的测试报告随光纤入箱。7.2标志7.2.1光纤产品包装上应标明：a)制造厂名称、厂址；b)品名、标准编号；c)光纤型号、出厂编号；d)光纤长度，m。7.2.1成盘光纤