JJF
中华人民共和国国家计量技术规范
JJF1549—2015
光电探测器带宽测试仪校准规范
Calibration Specification for Photodetector Bandwidth Measuring Instruments
2015-12-07 发布
2016-03-07实施
国家质量监督检验检疫总局发布 JJF1549—2015
光电探测器带宽测试仪校准规范
JJF 1549—2015
Calibration Specification forPhotodetector
Bandwidth Measuring Instruments
归口单位：全国光学计量技术委员会主要起草单位：中国计量科学研究院
中国电子科技集团公司第四十一研究所
参加起草单位：国家通信计量站
江苏省计量科学研究院
本规范委托全国光学计量技术委员会负责解释 JJF1549—2015
本规范主要起草人：
徐楠 （中国计量科学研究院）费丰 （中国电子科技集团公司第四十一研究所）李建威 （中国计量科学研究院）
参加起草人：
李健 （中国计量科学研究院）王恒飞 （中国电子科技集团公司第四十一研究所）张颖艳 （国家通信计量站）武军 （江苏省计量科学研究院） JJF1549—2015
目
录
引言 1
(IⅡ) (1 ) (1) (1) (1) (1) (2) (2) (2) (2) (2) (2) (2) (2) (2) (2) (3) (3) (4) (4) (5) (6) (7 )
范围.· 2术语和计量单位 2.1频率响应· 2.2频率响应带宽 3 概述· 4 计量特性· 4. 1 相对示值误差 4. 2 测量重复性·· 5校准条件 5.1环境条件 5. 2 测量标准及其他设备 6 校准项目和校准方法 6.1 校准项目 6.2 校准前检查 6.3 校准准备 6.4 相对示值误差 6.5测量重复性·· 7 校准结果·
复校时间间隔附录A校准原始记录推荐格式附录B 校准证书内页格式附录 C 校准不确定度评定示例
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I JJF1549—2015
引
JJF1071一2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF1001一2011《通用计量术语及定义》、JJF1059.1一2012《测量不确定度评定与表示》共同构成本校准规范制定工作的基础性系列规范。
本规范为首次发布。
Ⅱ JJF1549—2015
光电探测器带宽测试仪校准规范
1范围
本规范适用于光电探测器带宽测试仪或带宽测量装置中频率响应带宽参数的校准。
2术语和计量单位
2.1频率响应frequencyresponse
当向电子仪器系统输入一个振幅不变，频率变化的信号时，测量系统相对输出端的响应。本规范中特指高速光电探测器的响应电流或电压与输入光功率之比。
注：通常根据被测光电探测器响应的微波功率和被测件的输出阻抗计算出响应电压，再计算频响曲线。目前绝大多数高速光电探测器的输出阻抗都是50Q，因此可直接根据微波功率来计算频响。即频率响应由公式（1）计算：
Rr=-10 lg Par Pef
(1)
式中： Rf Pef 调制频率为f时的器件响应电功率，mW； Pof
相对频响，dB；
调制频率为f时的器件人射光功率，mW。
2.2频率响应带宽frequencyresponsebandwidth
在高速光电探测器频率响应曲线上，频率响应下降3dB时所对应的频率值，单位用Hz表示。
3概述
光电探测器带宽测试仪是用于测量光电探测器、光电接收机、光收发模块等光电转换器件的带宽参数的仪表。测量方法为光调制扫描法，利用微波源输出的正弦扫频信号来调制光波源的直流光，从而得到调制光信号，该调制光信号经过被测光电探测器后转换为微波信号，测量该微波信号的功率，得到频率响应曲线，读取频率响应下降3dB 对应的调制频率即可得到被测光电探测器的频率响应带宽。原理示意图见图1。
微波频率微波功率
被测光电探测器
半导体激光器
电光调制器
扫频微波源
计算机
信号处理系统
图1光电探测器带宽测试仪原理示意图
1 JJF1549—2015
4计量特性 4.1相对示值误差
一般优于士15%（带宽测量范围：10MHz～67GHz）。 4.2测量重复性
一般优于5%。 注：以上指标不是用于合格性判别，仅供参考。
5校准条件 5.1环境条件 5.1.1环境温度：（23士5）℃，校准过程中环境温度变化不超过3℃。 5.1.2相对湿度：≤80%。 5.1.3电源电压：（220士22）V；频率：（50士1）Hz。 5.1.4实验室应无影响测量结果的振动和电磁场干扰。 5.2测量标准及其他设备 5.2.1标准光电探测器
a）连接器类型：光输人端建议采用FC型光纤连接器，电输出端根据光电探测器带宽值采用不同类型的连接器。（通常带宽为26.5GHz以下采用SMA或3.5mm型连接器，带宽为26.5GHz～40GHz范围内采用2.4mm型或2.92mm型连接器，带宽为40GHz～67GHz范围内采用1.8mm型连接器）
b）带宽值：满足校准要求的带宽值，通常选取10GHz、20GHz、40GHz等常用带宽值附近的点作为带宽参考点。
c）带宽示值测量不确定度：Urel一般不超过5%（k=2）。
6校准项目和校准方法
6.1校准项目 6.1.1相对示值误差 6.1.2测量重复性 6.2校准前检查 6.2.1应具备规格、型号、制造厂名、设备编号及相应的警示标志等。 6.2.2被校光电探测器带宽测试仪应带有必要的附件、说明书 6.2.3被校光电探测器带宽测试仪各部件应安装牢固，能确保正常工作。 6.2.4被校光电探测器带宽测试仪通电后显示功能正常。 6.3校准准备
所有校准用设备和被校光电探测器带宽测试仪均置于工作台上，并按照说明书的要求进行预热。校准用设备应在检定或校准周期内使用。各段连接光纤（或光缆）的位置在整个测试过程中应保持固定，光纤接头应保持清洁。
2 JJF1549—2015
6.4相对示值误差 6.4.1将参考测量用的标准带宽光电探测器的光输人端与被校带宽测试仪的光输出口连接，将探测器的电输出端与被校带宽测试仪的电输入口连接。见图2。
被校带宽测试仪
光输出口
电输入口
标准光电探测器
图2带宽相对示值误差校准装置框图
6.4.2设置带宽测试仪的校准波长及各测量所需的设置值，进行标准光电探测器带宽值的参考测量。读取被校带宽测试仪的带宽测量值R。 6.4.3将标准光电探测器与被校带宽测试仪断开连接，然后重新连接并读取被校带宽测试仪的带宽测量结果。重复测量n次（n≥8），按公式（2）计算被校带宽测试仪示值的平均值：
(2)
R.
R
7
式中： R. n Rui 第i次测量得到的被校带宽测试仪示值，Hz。
被校带宽测试仪示值的平均值，Hz；测量次数；
6.4.4 相对示值误差
R.-R.
C :
(3)
R.
式中： C Rs
相对示值误差；标准光电探测器的带宽值，Hz。
6.5测量重复性
根据6.4中相对示值误差测量结果，计算实验标准偏差，按公式（4）求出测量重复性：
1 37
C(Ru.R.)? R.
(4)
式中： r n Rui 第i次测量得到的被校带宽测试仪示值，i=1，..·，n，Hz；
重复性；测量次数，n≥8；
3