【正文】 如需要，待固化后再研磨和拋光端面，將試樣放在測量裝置中，使端面與光程垂直。對于目視測量法有模具法和夾具法兩種試驗(yàn)程序可供選用。2. 試驗(yàn)裝置 目視測量法采用的試驗(yàn)裝置是具有合適放大倍數(shù)的讀數(shù)顯微鏡或投影儀。 光纖帶的最大尺寸參數(shù)帶中光纖數(shù)n寬度w(μm)厚度t(μm)相鄰光纖水平間距d(μm)兩側(cè)光纖水平間距b(μm)平整度p(μm)246810127001230177023002850340040040040040040040028028028030030030028083513851920245029803535505050第三節(jié) 光纖帶尺寸參數(shù)測量一、目視測量法1. 試驗(yàn)?zāi)康谋驹囼?yàn)的目的是用于型式試驗(yàn)時(shí)確定光纖帶的幾何尺寸，即寬度、厚度和光纖的排列。(5) 平整度光纖帶的平整度是正最大光纖垂直位置偏差與負(fù)最大光纖垂直位置偏差絕對值之和，用p表示。光纖水平間距參數(shù)區(qū)別如下：—相鄰光纖中心間距離，用d表示；—兩側(cè)光纖中心間距離，用b表示。(2) 基線基線是在光纖帶橫截面中通過第一根光纖（光纖1）中心和最后一根光纖（光纖n）中心的直線。第二節(jié) 光纖帶尺寸參數(shù)定義一、定義，以滿足我們定義光纖帶尺寸參數(shù)和測量需要。彼此互相平行和共面。光纖帶中的光纖應(yīng)平行排列不得交叉。二、類型根據(jù)粘結(jié)材料用量的多少，光纖帶的典型結(jié)構(gòu)可分為邊粘型和包覆型。第三章 光纖帶尺寸參數(shù)測量第一節(jié) 光纖帶結(jié)構(gòu)一、結(jié)構(gòu)光纖帶由具有預(yù)涂覆層的光纖和UV固化粘結(jié)材料組成，通過粘結(jié)材料將光纖集成為一個(gè)組合的線性陣列。4. 試驗(yàn)結(jié)果測量結(jié)果應(yīng)包括的內(nèi)容：試驗(yàn)名稱、試樣識別號、試驗(yàn)數(shù)據(jù)[在讀取每一相移讀數(shù)（脈沖時(shí)延數(shù)、長度讀數(shù)）時(shí)施加的負(fù)荷值及計(jì)算出的應(yīng)變值]。對每一個(gè)施加的負(fù)荷應(yīng)重復(fù)該測量步驟。使試樣在規(guī)定負(fù)荷下產(chǎn)生沿長度方向的應(yīng)變。通常，建議在同類型光纖中隨機(jī)挑選試樣進(jìn)行校準(zhǔn)；但是只要同類型光纖，就不必要在每次測量光纖伸長量之前重復(fù)校準(zhǔn)。3. 試驗(yàn)程序(1) 校準(zhǔn)將參考光纖連接到光學(xué)試驗(yàn)裝置中，在已知足夠線性的光纖伸長量范圍內(nèi)，逐漸增加光纖伸長量以確定ν值。2℃之內(nèi)，試驗(yàn)也可在其它條件下進(jìn)行。試驗(yàn)應(yīng)在室內(nèi)條件下（典型為試驗(yàn)室）進(jìn)行。該分辨率包括光學(xué)試驗(yàn)裝置（調(diào)制頻率、脈沖寬度等）和試驗(yàn)附加裝置（試樣標(biāo)距長度、光纖/光纜端頭固定器、負(fù)荷測量裝置等）的分辨率。② 差分脈沖時(shí)延法 差分脈沖時(shí)延法采用適當(dāng)?shù)脑囼?yàn)裝置，該裝置應(yīng)能測量光纖中信號的傳輸時(shí)間，例如一臺脈沖/菲涅爾光時(shí)域反射計(jì)（OTDR）。 相移法試驗(yàn)裝置一個(gè)光源（激光器或LED）、調(diào)制器、注入光學(xué)裝置、信號檢測器和參考信號等可用于本方法。(1) 光學(xué)試驗(yàn)裝置試驗(yàn)裝置在測量期間和測量時(shí)溫度變化范圍內(nèi)應(yīng)是穩(wěn)定的。為防止加載時(shí)光纖（包括光纜中光纖）滑動，應(yīng)適當(dāng)固定試樣端頭。采用A法時(shí)，差分時(shí)延△t由下式得到： () ()式中：△θ—相移(176。光纖伸長量測定可采用相移法或差分脈沖時(shí)延法。本試驗(yàn)完全適用于非色散位移和截止波長單模光纖。測量波長、群折射率、試驗(yàn)裝置的延遲時(shí)間、傳輸和/或反射時(shí)間。(4) 計(jì)算光纖長度可通過下述兩公式計(jì)算求得：① 傳輸脈沖法 ()② 反射脈沖法 ()式中：L —光纖長度(m) △t—傳輸或反射時(shí)間(ns)；N —真空中平均群折射率；C —真空中的光速。(2) 平均群折射率值對一根長度已知的光纖進(jìn)行測量,測量出△t，計(jì)算出光纖平均群折射率值N。光探測器在測量波長上應(yīng)有足夠的靈敏度，并且?guī)拺?yīng)足夠?qū)?，使得光脈沖形狀不受影響。兩脈沖之間的時(shí)間，或大于傳輸脈沖的傳輸時(shí)間（采用計(jì)數(shù)器時(shí)為△t），或大于反射脈沖的傳輸時(shí)間（采用后向散射裝置時(shí)為2△t）.應(yīng)記錄激光器波長和譜寬。應(yīng)記錄波長和譜寬。測量傳輸脈沖的延遲時(shí)間（測量△t）， 測量傳輸脈沖延遲時(shí)間的試驗(yàn)裝置測量反射脈沖的延遲時(shí)間（測量2△t）。如果N已知，測量△t 可得出L；反過來，當(dāng)L已知，則測量△t 可得出N。這個(gè)方法也可以對已知長度的光纖進(jìn)行群折射率測定。4. 試驗(yàn)結(jié)果 試驗(yàn)結(jié)果報(bào)告中應(yīng)包括：試驗(yàn)名稱、試樣識別號、試驗(yàn)數(shù)據(jù)及由多次測量的試樣平均直徑和標(biāo)準(zhǔn)偏差。測量時(shí)，應(yīng)將平砧表面和試樣表面的接觸力調(diào)到足夠小，使得試樣或平砧產(chǎn)生的變形可以忽略。為保證測量的重復(fù)性，應(yīng)重復(fù)測量幾次。試樣直徑就是L2L1。將試樣置于兩平砧之間的支架上。將測微計(jì)螺桿轉(zhuǎn)過頭一點(diǎn)，使兩個(gè)平砧僅靠彈簧張力貼在一起，記錄電子測微計(jì)讀數(shù)L1。短試樣可從套圈（或V型夾具及其它類型固定器）中伸出。(2) 電子測微計(jì)系統(tǒng)用像雙通路邁克爾遜干涉儀這樣的電子測微計(jì)系統(tǒng)，它與后向反射鏡或平面鏡一起用于精確測量平臺的移動，即可移動平砧的移動。 機(jī)械法測徑試驗(yàn)裝置（頂視圖）(1) 平砧采用兩個(gè)平砧，一個(gè)固定，一個(gè)可以移動的精密平臺上的平砧安裝在精密控制器上或者可以自由移動。兩平砧的表面互相平行，平砧與光纖的接觸力應(yīng)足夠小，以保證平砧對光纖不產(chǎn)生物理變形。這種方法也用來測量光纖涂覆層直徑和緩沖層直徑。四、機(jī)械法1. 測量原理機(jī)械法的測量原理是通過兩個(gè)平砧與受試光纖直徑方向上的兩個(gè)相對側(cè)面的機(jī)械接觸來測量光纖試樣的直徑。4. 試驗(yàn)結(jié)果測量結(jié)果報(bào)告中應(yīng)包括下列內(nèi)容：試驗(yàn)裝置、所用的掃描法說明、光纖識別號和測得的折射率分布圖。包層輪廓的確定方法與芯輪廓相同，所不同的是包層輪廓是在包層折射率匹配液邊界獲得的芯同心度誤差。由這個(gè)折射率分布曲線，就可以計(jì)算出光纖的幾何尺寸參數(shù)。收集通過圓盤的全部折射光并聚焦到探測器光電二極管上。折射率剖面測量將被試光纖注入端浸在液體盒中。如果準(zhǔn)確知道在測量波長和溫度下包層或匹配液的折射率，就可準(zhǔn)確確定絕對折射率n1和n2值。如已從液體盒中取出光纖，并且已知液體折射率及液體盒厚度，可通過沿光軸平移圓盤模擬角度的變化。 測得的模場同心度誤差（MFCE）與旋轉(zhuǎn)角的關(guān)系從液體盒中取出光纖對裝置進(jìn)行校準(zhǔn)。光纖的中心位置與纖芯的中心位置之間的距離對應(yīng)于纖芯同心度誤差的標(biāo)稱觀測值。通過分析放大的圖像（）中徑向光強(qiáng)分布的對稱性就能確定包層直徑和光纖的中心位置。將光纖固定在試樣夾中，并放入測量系統(tǒng)。3. 試驗(yàn)程序裝置校準(zhǔn)是通過掃描一段試樣長度來測量光學(xué)放大裝置的放大倍數(shù)。探測器的分辨率應(yīng)與所要求的空間分辨率相匹配。觀察圖像用的是圖像顯示器或電耦耦合器件攝像機(jī)。選擇的放大倍數(shù)應(yīng)與所要求的空間分辨率相一致，且記錄下來。光學(xué)系統(tǒng)放大光纖中折射光的光強(qiáng)分布至掃描探測器探測平面。測量中，光纖的表面應(yīng)保持清潔。(2) 試樣被測試樣應(yīng)是一短段光纖。有關(guān)試驗(yàn)裝置的主要組成部分的作用簡述如下： 側(cè)視法試驗(yàn)裝置(1) 光源使發(fā)放光源與軸線平行，在測量的整個(gè)過程中，光源光強(qiáng)可調(diào)，光源位置、光強(qiáng)和波長應(yīng)穩(wěn)定。側(cè)視法的測量原理是通過測量光纖中折射光的光強(qiáng)分布來確定光纖的尺寸參數(shù)：芯同心度誤差、包層直徑和包層不圓度。通過測得的折射率分布圖形確定出包層直徑、芯同心度誤差、包層不圓度、芯直徑等。幾何尺寸分析是利用芯和包輪廓數(shù)據(jù)來進(jìn)行。(4)幾何特性一旦完成了折射率剖面測量，將芯包折射率邊界處各點(diǎn)分別與平均的芯折射率和包層折射率之間的平均值相重合就獲得了芯輪廓。聚焦的激光光斑掃描整個(gè)光纖端面，直接獲得光纖折射率的兩維分布圖。同時(shí)激光束對中并聚焦到光纖端面上。也可借助一根已知其恒折射率值的細(xì)棒或一根已知有精確的多層階躍折射率值的多模光纖對裝置進(jìn)行校準(zhǔn)。通過把圓盤移動到若干個(gè)預(yù)定位置，可得到相對折射率剖面圖。測量期間，光錐角隨入射點(diǎn)處光纖折射率的不同而變化（即通過圓盤功率的變化）。3. 試驗(yàn)程序(1) 試樣準(zhǔn)備試樣長度應(yīng)小于2m，浸入液體盒中那段光纖的被覆層應(yīng)去除，試樣兩個(gè)端面應(yīng)清潔、光滑與光纖軸垂直。(5) 獲得數(shù)據(jù)按照掃描法和規(guī)定要求，記錄處理測得的光強(qiáng)分布，并以合適的形式給出。(4) 光探測器只要能收集全部折射光，可采用任何方便的方法收集折射光，并傳到探測器。(3) 液體盒液體盒中折射率匹配液的折射率應(yīng)稍高于光纖包層折射率。對多模光纖，；對單模光纖。光束光軸與光纖軸夾角應(yīng)在1176。一個(gè)置于透鏡1焦點(diǎn)處的小孔作為空間濾波器。應(yīng)注意，在633nm波長的測量可能給不出較長波長上的全部信息，特別是不均勻的光纖摻雜可能影響這種修正。有關(guān)試驗(yàn)裝置的主要組成部分的功能分別簡述如下： 折射近場法試驗(yàn)裝置示意圖(1) 光源應(yīng)使用一個(gè)輸出功率為1mW的穩(wěn)定激光器，輸出模式為TEMoo模。折射近場法的優(yōu)點(diǎn)是，可直接測出光纖的絕對折射率分布，既能測量單模光纖，又能測量多模光纖，測試精度高，空間分辨率小等。當(dāng)光斑沿著光纖直徑掃描時(shí)，由于n(r)變化，各點(diǎn)的本地?cái)?shù)值孔徑NA(r)不同，各處折射模功率亦不同，折射模功率分布與折射率分布相似。用一數(shù)值孔徑比光纖最大理論數(shù)值孔徑大得多的透鏡系統(tǒng)將擴(kuò)展了的HeNe激光束會聚為一小光斑（約為1μm），注入到光纖端面上。折射近場法測量原理。折射近場測量是一種直接和精確的測量，它能直接測量光纖整個(gè)（纖芯和包層）橫截面折射率變化的兩維分布圖，具有高分辨率，經(jīng)定標(biāo)可給出折射率絕對值。(4) 試驗(yàn)結(jié)果測量結(jié)果的試驗(yàn)報(bào)告中應(yīng)包括下列內(nèi)容：光纖識別號，尺寸參數(shù)（包層直徑、包層不圓度、芯同心度誤差）、試驗(yàn)裝置、注入條件、光源光譜特性、放大率、探測器類型和尺寸精度及重復(fù)性等。特性曲線、試驗(yàn)裝置。對非橢圓形，擬合半徑與角度位置前，數(shù)據(jù)變換為極座標(biāo)來大約估算中心。這些數(shù)學(xué)上的平滑緊湊曲線再被擬合成一個(gè)圓用來確定幾何特性，包括與每個(gè)相應(yīng)邊界的理想圓形的一階偏差。實(shí)際用的方法應(yīng)該與校準(zhǔn)所用的方法相同。近場圖像邊界的判定層次如下:纖芯圖像邊界：這一層次選在最大近場光強(qiáng)的5％～50％處。記錄輸出端數(shù)字化視頻圖像。對輸出端的近場圖像進(jìn)行聚焦和對中。3. 試驗(yàn)程序 (1) 校準(zhǔn)對已知具有合適精度尺寸的試樣進(jìn)行掃描測定放大光學(xué)裝置的放大率。(7) 視頻圖像顯示器視頻圖像顯示器用來顯示探測的圖像、顯示器屏幕上的圖標(biāo)，例如十字游標(biāo)，有助于操作人員將試樣圖像定位在中心。視頻數(shù)字轉(zhuǎn)化器將圖像數(shù)字化處理，供計(jì)算機(jī)進(jìn)一步分析。光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑≥，放大倍數(shù)與所希望的空間分辨率相一致，并將其記錄下來。(5) 光學(xué)放大裝置光學(xué)放大裝置由一光學(xué)系統(tǒng)組成（例如一個(gè)顯微物鏡），它使光纖試樣輸出的近場放大后再聚焦到掃描探測器平面上。(4) 試樣試樣為一短段要測量的光纖。(3) 包層模剝除器用包層模剝除器，從輸入端附近移去試樣的包層中傳輸?shù)墓夤β?。在進(jìn)行測量的整個(gè)過程中，光源強(qiáng)度應(yīng)是可調(diào)和穩(wěn)定的。最后根據(jù)所測光纖的類型，按照光纖幾何尺寸定義計(jì)算出所要的光纖幾何尺寸參數(shù)。近場圖像法的測量原理是，光纖輸出端面上的近場傳導(dǎo)模的光功率分布與光纖的折射率分布相似。第二節(jié) 光纖幾何尺寸參數(shù)測量方法一、近場圖像法1. 測量原理近場圖像法是單模光纖幾何尺寸（除模場直徑）測量的基準(zhǔn)試驗(yàn)方法和多模光纖幾何尺寸測量的替代試驗(yàn)方法。例如，如果假定一個(gè)高斯近似： ()式中： 為光纖模場直徑，那么對式()積分得到： ()光纖尺寸參數(shù)的測量方法有：近場圖像法、折射近場法、俯視法、傳輸近場法等。(11) 有效面積有效面積是光纖非線性效應(yīng)緊密相關(guān)的影響光纖傳輸系統(tǒng)，特別是遠(yuǎn)距離光放大系統(tǒng)傳輸質(zhì)量的一個(gè)參數(shù)，有效面積Aeff的定義如下： ()式中，I（r）是半徑為r的光纖的基模的場強(qiáng)分布。(9) 緩沖層直徑 緩沖層直徑是緩沖層外邊界最佳擬合圓的直徑。通常芯中心大致代表著模場中心。(6) 包層不圓度由包層容差范圍定義的兩個(gè)圓直徑之差除以包層直徑所得得值，用百分?jǐn)?shù)表示。最大圓與包層最外區(qū)域的圓同心，它可擬合到包層最外區(qū)域。(4) 包層直徑偏差包層直徑的實(shí)際值與標(biāo)稱值之差。(2) 包層中心包層中心是包層邊界最佳擬合圓的中心。因此，2000年10月國際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)化部（ITUT）最新推薦的用來表征光纖幾何尺寸的特征參數(shù)是：包層、包層中心、包層直徑、包層直徑偏差、包層容差范圍、包層不圓度、芯中心、預(yù)涂覆層直徑、緩沖層直徑和光纖長度變化等，下面分別介紹這些參數(shù)的定義。光纖的尺寸參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)既是光纖制造的幾何尺寸依據(jù)，又是光纖制造中嚴(yán)格控制的指標(biāo)，還是判別光纖產(chǎn)品合格與否的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。尺寸參數(shù)除了對光纖的光傳輸、機(jī)械等性能有影響外，它們還對光纖的連接損耗的大小起著至關(guān)重要的作用。 臨時(shí)接點(diǎn)法是光纖連接損耗測量的標(biāo)準(zhǔn)方法，但實(shí)際中很少應(yīng)用。光纖接點(diǎn)損耗的臨時(shí)接點(diǎn)測量方法，是在連接之前先測量發(fā)射光纖的輸出光功率P1，然后連接起來，測出接收光纖的輸出光功率PSI，這樣算出的總損耗是，它包括了光纖接頭損耗Ls1與接收光纖上的損耗Lr1，然后在接收光纖上離接頭1m左右處剪斷，測出其輸出光功率1，則有。所以用光時(shí)域反射儀從發(fā)射光纖測得的光纖接頭損耗；從接收光纖端進(jìn)行測量可得?！半p向”測量方法消除了接頭兩邊光纖的后向散射性能差別所帶來的接頭損耗測量誤差：設(shè)發(fā)射光纖的散射系數(shù)是ST，則接頭點(diǎn)前發(fā)射光纖的后向散射光功率電平P′T正比于ST，即P′T∝ST；而接點(diǎn)后的接收光纖的散射光功率電平為P′R∝SRTR