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1、ICS 17.180.99CCS L 50OB中华人民共和国国家标准GB/T430312023通信用光器件频响参数测试方法Testmethodforfrequencyresponseparametersofcommunicationopticaldevices2024-04-01 实施2023-09-07发布国家市场监督管理总局给布国家标准化管理委员会发布目次前方m1范围12规值性引用文件13术谙和定义14测试原理25测试条件及要求25.1 环境要求25.2 激光安全要求36测试仪器-37测试参数38测试48.1 相对频率响应48.2 绝对频率响应58.3 工作带宽68.4 激响平坦度68.5
2、 相位78.6 群时延78.7 传输系数88.8 反射系数-88.9 阻抗98.10 互蠲失MIO9测试报告12附录A（资料性）测试报告记录表13参考文献本文件按照GB/TLI-2O2(M标准化工作导则第1部分,标准化文件的结构和起草规则的规定起草.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织别专利的责任.本文件由中国科学院提出.本文件由全国光电演*标准化技术委员会(SAC/TC487)fi11.本文件起草单位：中电科思仪科技股份亦限公司、中国电广科技集团公司第四十一研究所、中国科学院空天信息创新研究院,厦门优迅高速芯片有限公司，湖北航天技术研究院计儆测试技术研究所、武汉光谷信
3、息光电子创新中心有限公司、中樽信息通信研究院,中国电子科技集团公司第四十四研究所、中国电子科技集团公司第二十三研究所。本文件主要起草人：密军委、刘志明、王建军、直立文、张爱国、张志辉、金辉、韩顺利、王琰、柯皆隆、陈哲、李晓宇、肖希、孙小强,郑祥亮.王立、张小强.通信用光器件频响参数测试方法1范围本文件描述了通信用光器件的相对频率响应、绝对频率响应、工作带宽、原响平坦度、相位、群时延、传输系数，反射系数、阻杭、互调失真等频响参数浦试的原理，测试条件及要求测试仪器，测试参数及测试方法.本文件适用于电光器件、光电器件和光光器件等通信用光器件的频响参数测试.2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规
4、疮性引用而构成本文件必不可少的条款,其中，注日期的引用文件仅该日期对应的版本适用于本文件I不注日期的引用文件，意最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件.GB7247.1激光产品的安全第1部分:设备分类、要求GB/T103202011激光设备和设镰的电气安全3术语和定义下列术语和定义适用于本文件.3.1通信用光Ii件communicationopticaldevice应用在光纤通信中，实现调制光信号发射、光信号接收及光信号传输的光器件.使：按物理符性将通信用光豁件分为电光件光电器件和光光卷件.3.2电光器件electro-opticaldevice输入电信号转换为输出调制光信号的光器件.注，如
5、直M微光SS.电光强度课制器等.3.3光电19件OPtO-electricaldevice输入调制光信号转换为输出电信号的光器件.注I如剧N光电二管、PlN型光电.根管等.3.4光光IS件opto-opticaldevice输入为光信号,输出仍为光信号的光器件.注，如睾导体光放大、光放大器.光衰XH.光合H等.3.5S3数scatteringparameter射频及微波频段用于表征网络参数或特性.注二网络S参数分为S“、S”.5“、5口其中5“.5”为反射系数.5“.5式为传，系数,注2i对于光电器件关注Stl、S”,对于由JtH件，关注Su、Sn,对于光光A件,关注Sn.来源CB/T2154
6、820213.11,有修改4焉试原理通信用光器件撅响参数测试配置见图】，矢珏网络分析模块用于微波激励信号的发生及接收，电光调制发射模块用于产生调制光信号,光电探测接收模块用于探测光信号并将其转换为微波侑号，根据待测通信用光器件的类型选界不同的模块.构建“微波电/光-光/电微波”的测试网络，通过强率扫描，实现光器件频响参数的测试.标明序号说明I7 光出端口（必要时）j8 光人端口必要时）|9 射频编口 B（0要时）|IO待测电光器件，11椿冽光电If件；12特鬲光光0件.I矢融网络分析模块；2MM*uI,3电光M制发射模埃（必要时4光电探测接收费埃必要时）：5射撅端112,6射IU口A（必要用）
7、,图1通信用光器件频响参It舞试配示意图针对光电器件由矢*网络分析模块、电光调制发射模块及待测光电器件构成测试装置.针对电光舞件由矢量网络分析模块、光电探测接收模块及待测电光器件构成测试装置.针对光光器件由矢址网络分析模块、电光调制发射模块、光电探测接收模块及待测光光器件构成测区装置.5测试条件及饕求5.1 环境要求除非另有规定,测试环境条件应清足以下要求Ia）环境温度：23*C5C，b）相对湿度：20%70%,c）Ml速：02msd）测试区域内无影晌仪器正常工作的气流、震动与电磁干扰等.5.2 激光安全要求激光安全条件应满足以下要求Ia）辐射安全和防护符合GB7247.1的规定；b）配套的电
8、气系统符合GB/T103202On的规定.6渊试仪器除作另有规定，测试仪器应满足以下要求Ia）所用测量仪器经过计量检定机构检定，b）所用测融仪器在有效期内，c）矢量网络分析仪和光波元件分析仪的频率位围浦就待测通信用光器件的频率把第，d）激光器与待测通信用光器件具方相同的工作波长，c）频谱分析仪的频率柩围涵就待测通信用光器件的撅率范圉，f）标准光接收机和光电探测器的探测波长涵盖待测通信用光器件的波长；g）信号源的发率应圉涵皎待测通信用光器件的频率范围.7测试参数相对频率响应、绝对频率响应、工作带宽、Il响平坦度、相位，群时延、传输系数，反射系数、阻抗、互调失支等频响参数与光电器件、电光器件、光光
9、器件等测试对象的对应关系见表1.三1费试叁数与泅鼠对敛的对应关系测该参数测试对象光电器件电光A件光光星件相对Il率晌应绝对阪率哨应工作带宽嘀平坦度相位解时屋传系数反射系数阻抗互失真一注，/表示费试项目.“一”表示等测试现日.8测试8.1相对孩率响应8.1.1测试装置光电器件、电光器件和光光器件的测试装置示意四见图2、图3和图4.标明序号说明，I- 激光暮（必要时h2电光蠲耦器（必要时），3光京M器（必要时八4待测光电器件JS矢St网塔分析仪或无技元件分析仪,6电晶源.图2光电器件测试装置示意图标引序号说明81宜流IeIt控制仪或电旗翼（必要时）J2待测电光Il件，3光电探测必要时）.4光衰减器
10、必要时h5矢网络分析仪或光波元件分析仪, 6电压源必要时.图3电光器件渊试装置示意图标引序号说明I1激光H（必要时九5光电探测B（0要时）i2电光制器（必要时）,6矢依网络分析仪或光波元件分析仪，3待Ie光光器件，7电压源必时）.4光衰减器（必要时）,图4光光器件测试装置示意图8.1.2测试步策相对频率响应测试包括以下步骤2a）根据侍测通信用光器件类Sh分别按照图2、图3和图4建立测试装置，b）设置测试仪器起始频率、终止象率、波氏、光功率等参数并进行微波域的全双端口短路开路一负载一直通（SoLT）校准或直通-反射一传输线（TRL）校准和光波域的光校准，c）角动测试,扫描S参数的S”幅度曲线，d
11、）按照公式（13对幅度曲线以参考麒点f,的频率响应测*值M进行归一化，经过数据处理得到相对频率响应.8.1.3数据处理相对频率响应按照公式（1）计算：Rfr（）一户，-p,（1）式中8Rfr（.）待测算点儿的相对赎率响应氽位为分贝（dB），八待测通信用光器件待测频点/,的界1率响应测量值单位为分贝（dB），pt待测通信用光器件参考频点3的频率响应测量值,单位为分贝（dB）8.2 绝对频率响应8.2.1 测试装置光电器件、电光器件和光光器件的测试装置示意图见图2、图3和图4.8.2.2 溜试步H绝对频率响应测试包括以下步骤：a）根据待测通信用光器件类型分别按照图2、图3和图4建立测试装置；b）设
12、置测试仪器起始频率、终止知率,波长、光功率等参数并进行微波域的全双端口短路开路负较直通（SoLT）校准或宜通反射传输线（TRL）校准和光波域的光校准,O启动测试,扫描S参数的帼度曲线,d）记录幅度曲线待测荻点工对应的幅值；e）重复测量次D按照公式（2）,经过数据处理得到待测频点3的绝对强率响应.8.2.3数据处现绝对频率响应按照公式（2）计算Afr（l）三P*（=lt2t,n）（2）式中IAfr（l）待测通信用光器件待测频点/.的绝对频率响应，单位为分贝“B八M待溜第点f第，次测试的频率响应测试值.单位为分贝（dB）,n测试次数.测时结果记录表示例见表A.I.8.3 工作带宽8.3.1 测试爰
13、光电器件、电光器件的测试装置不意图见图2和图3.8.3.2 涌试步豢工作带宽测试包括以下步骤：a）根据待测通信用光器件类型分别按照图2和图3建立测试装置，b）设置测试仪器起始频率、终止频率，波长、光功率等叁数并进行微波域的全双端口短路开路负载一直通（SOLT）校准或直通一反射一传输线（TRL）校准和光波域的光校准，c）启动测试,扫描S参数的So幅度曲线，d）记录幅度曲线中参考频点人的福值，e记录幅度曲线下降3dB时对应的极止舞点了,f）按照公式（3）,经过数据处理得到工作带宽8.3.3 数据处理工作带宽按照公式Q）计算，三.-r（3）式中,M工作带宽，羊位为赫兹（HZ）I/.待测通信用光器件的
14、裁止频点，单位为餐技（Hz）;3待测通信用光器件的参考频点单位为修技（HZ）测址结果记录衰示例见表A.2.8.4 频响平坦度8.4.1 测试装置光电器件、电光器件的测试装置示意图见图2和图3.8.4.2 渊试步骤频响平坦度测试包括以下步骤：a）根据待测通信用光器件类型分别按照图2和图3建立测试装置；b）设置测试仪器起始频率、终止频率、波长、光功率等参数并进行微波域的全双端口短路开路负截直通（SOLT）校准或直通反射传输线（TRL）校准和光波城的光校准，c）月动测试,扫描S参数的Sh幅度曲线，（D工作带宽内，求解最大幅值Ri和最小福值P.，e）按照公式（4）,经过数据处理得到殁响平坦度.8.4.
15、3 数据处理糖响平坦度按照公式（4）计算，FlfrmM-P*.幡度曲线的最小幅值,玳位为分贝（dB）.测量结果记录表示例见表A.3.8.5 相位8.5.1 测试装置光电器件、电光器件和光光器件的测试装置示意图见图2、图3和图4.8.5.2 测试步相位测试包括以下步a）根据待测通信用光器件类型，分别按照图2.图3和图4建立测试装置，b）设世测试仪器起始频率、终止频率、波长，光功率等参数并进行该波域的全双端口短路开路负裁克通（SoLT）校准或直通反射一传输线（TRL）校准和光波域的光校准；c）角动测试,扫描S参数的S八相位曲线，d）记录相位曲线中待测频点八对应的相位值，）曳复测气川次，”）10，f
16、）按照公式（5），经过数据处理得到待测频点/,的相位.8.5.3 数据处理相位按电公式（5）计算，Ph（）-Pi（1.2.n）（5）n式中，Ph（l）待测频点/,的相位值，单位为度O,P.待测点/,第I次测试的相位值通位为度Osn测试次数.测量结果记录表示例见表A.4.8.6 群时延8.6.1 测试装置光电器件电光器件和光光器件的测试装置示意图见图2、图3和图4.8.6.2 测试步景群时延测试包括以下步骤：a)重复8.5.2中的步骤a)一步骤d)b)按照公式(6)经过数据处理得到待测频点人的群时延.8.6.3 数据处理群时延按照公式(6)计算,GD壶嚼(6)式中.GD(.)待测频点/的群时延单
17、位为秒0九0相位差，球位为度(九/删率间隔，单位为储兹(HZ).测量结果记录表示例见表A.5.8.7 传输系数8.7.1 测试装置光电器件、电光器件和光光器件的测庆装置示意图见图2、图3和图4.8.7.2 测试步W传输系数测试包括以下步骤：a)根据待测通信用光器件类型，分别按照图2、图3和图4建立测试装Ihb)设置测试仪器起始频率、终止频率、波长、光功率等参数并进行微波域的全双端口短路-开路-负籁直通(SOLT)校准或直通一反射传输线(TRL)校准和光波域的光校准IC)启动测试,扫描S参数的SH圾坐标曲线，记录待测频点的传输幅度一和传输相位小.，0.0.mn)(7)式中,m待测通信用光器件端口
18、号：11待测通信用光器件端口号，5.1. 待测频点3的传输系数，P待测强点/,的传输幅度，单位为分贝(dB),p.-待测频点八的传输相位，单位为度C).测St结果记录表示例见表A.6.8.8反射系数8.8.1 费试装置光电器件、电光器件的测试装置示意图见图2和图3.8.8.2 测试步反射系数测试包括以下步暴：a）根据待测通信用光器件类型，分别按照图2和图3建立测试装置，b）设置测试仪器起始频率、终止频率、波长、光功率等参数并进行微波域的全双端口短路开路-负载宜通（SoLT）校准或直通反射传输线（TRL）校准和光波域的光校准Ic）启动测谎，电光器件扫描S室数的5“极坐标曲线，光电器件扫描S参数的
19、SU极坐标曲线，记录待测频点1的反射幅度p,.和反射相位物.”，d）按照公式（8）.经过数据处理得到待测嘿点儿的反射系敷.8.8.3 数据处理反射系数按Sl公式（8）计算，S,一p-p.-（m0）（8）式中Im待测通信用光器件端口号，S,一待测频点八的反射系数；p,.“一待测频点儿的反射幅度，冷位为分贝（dB九3待测妆点/.的反射相位，单位为度（）.测量结果记录表示例见表.6.8.9阻抗8.9.1 矢光电扫频法8.9.1.1 测试装置光电器件、电光器件的测试装置示意图见图2和图3.8.9.1.2 测试步策阻抗测试包括以下步a）根据待测通信用光器件类型,按照图2和图3建立测试装置，b）设置测试仪
20、器起始撅率.终止强率、波长、光功率等参数并进行微波域的全双端口短路开路-负或直通（SOLT）校准或直通反射传犍线（TRL）校准和光波域的光校准，c）H动测试，右描史密斯阻抗圜图，d）按照公式（93经过数据处理得到待测通信用光器件的阻抗.8.9.1.3 数据处理阻抗按照公式（9）计算，Z.=R+jX（9）式中：Zt待测通信用光器件的阻抗单位为欧姆（三），R待测通信用光器件的电阻，单位为欧姆（C）,j虚数中位，X待测通信用光舞件的电抗单位为欧姆（。）测R结果记录表示例见表A.7.8.9.2 直接测试法(仲裁法)8.9.2.1 iM试装置阻抗的测试装置见图5.标引序号说明，1待费通信用光件, 2一阻
21、抗分析仪.H图5阻抗测试装置示意图8.9.2.2测试步it阻抗测试包括以下步a)按照图5建立测试装置；b设置阻抗分析仪的频率柩围；O 记录阻抗分析仪中的阻抗示值Id)按照公式(9),经过数据处理得到待测通信用光器件的阻抗.8.9.2.3数据处理待溜通信用光器件的阻抗按照公式(9)计算.涌量结果记录表示例见表A.7.8.10互调失Jl8.10.1 器试装置电光器件和光电器件互调失真测试框图见图6和图7.4 持港电光邪件， 5标准光接收机,6撅谐分析仪.保引序号说明* 1信号鼻h 2信号*2,3合路器IS 6电光1件互调失亶测试植图标引序号说明，1信号源112信号理2,3激光 h 4*J0 25光
22、合路器I6可利光衰Jtah 7希制光电Il件I8一g通道滤波器I9餐分析仪.图7光电器件互调失真器试柢图8.10.2测试步骤电光器件二阶互调失JI测试包括以下步骤,a）按照用6建立测试装置，测试系统正常工作,b）设置信号源】的频率为八设置信号源2的频率为/,（人/），对待测电光器件进行调制IO设置频塔分析仪的中心频率为，记录人的幅度值为PZnd）设置信号源2的二阶互溺频率为/g=/,十uqll,对待测电光器件进行调制Ie）记录胤率MDt1和/皿2在频谱仪上对应的幅值Pmm.和Pfmt，O按照公式（10），经过数据处理得到二阶互调失女.电光器件三阶互调失*测试包括以下步骤.a）重复电光器件二阶互
23、失真测试步骤a）步投Chb）调节信号源2的三阶互刷频率为mm,=2t-1JBg=2l一人，对激光源2进行调制，O记录频率/am和f皿,在频谱仪上对应的幅值Pam和PWwId）按照公式UD,经过数据处理得到三阶互调失真.光电器件二阶互调失JK测试包括以下步骤.a）按照图7建立测试装置测试系统正常工作,b）设置微光源1、激光源2,使输出功率相等，调节可调光衰减器，使输人到待测光电器件中的光功率符合规定IO设置信号源】的疑率为.对激光源1进行调制，设置信号源2的频率为（人人），对激光源2进行调制；d）设置多通道旋波器的中心频率为Aie）设置基谱分析仪的中心频率为，记录入的幅度值为P/Jf设置信号源2
24、的二阶互调频率为1md,1=/,+/,/皿=/,-/.对激光源2进行调制Ig记录撅率/1Mm和八皿M在频谱仪上对应的幅值P/IMM和P/D4E，h）按照公式10），经过数据处理得到二阶互调失真.光电器件三阶互调失丈测试包括以下步骤，a）重复光电脖件二阶互调失更测速步骤a）步骤e）b）调节信号源2的三阶互Wl频率为/am=2/,一，/皿广2八一人，对激光源2进行调制；c）记录频率/皿I和M皿在频谱仪上对应的幅值Pam和PnMDMSd）按照公式（1D经过数据处理得到三阶互两失Jl.8.10.3数据处理二阶互调失AA表达为公式（10），A=max（PftMmi-Pg）（P/nmt-Pt）（1。）式中
25、：PznmL高音二阶互调频点/皿I的幅度，单位为分贝（dB），P,MDt低音二阶互调频点/am的幅度，单位为分贝（dB）$Pll高音主频点八的幅度，单位为分贝（dB）,测量结果圮读表示例见表A.8.三阶互调失其B表达为公式（113B=max（Pnloll-Pl）（PwmtPl）11）式中；PnMnn高音三阶互调频点Rmtmi的幅度，单位为分贝TB），PfMm低音三阶互调频点，皿,的幅度，小位为分贝（dB）；Pft高音主贩点人的幅度.炉位为分贝B）.测量结果记录表示例见表A.89测试报告测试报告应包含以下内容.a）测试基本信息，D测试单位的名称和地址；2）测试人姓名,3）测试口期.b）测试样品信
26、息包括测试样品的名称、型号、编号.c）测试所用仪器及环境条件ID测试仪器的名称、缎号、编号、有效期I2）测试环境的温度与相对湿度；3）测试地点.d）测试项目及结果.附录A（资料性）测试报告记录表测试报告记录表具体样式见表AJ表A.8.A.1绝对频率响应测试记录豪名称镇率Hi测依值dB测R均值dB电光E件光电1件光光卷件表A.2工作带宽测试记录表单位为舞技名称序号起始发率终止发率测网值测均值电光件光电B件A.3频响平坦度测试记录表单位为分贝序号最小幅值大”依测量值测均值电光邪件表.3假响平坦度测试记录衰（续）单位为分贝名林序号最小“值大幅值测量值测0均值光电器件表.4相位测故记录衰名称K率H,冽
27、M值O测械均值O电光邪件光电H件光光R件表A.5群时延泅试记录表单位为秒名称测鼠值费均值电光零件光电号件光光b件表.6传输/反射系数漏试记录表名豚假率Hx蛔度dB相位C）电光器件光电H件表A.7阻抗赛试记录表响位为败峰名称测质值测均值电光号件光电H件.8互调失直测鼠记录表电位为分贝名称二阶互失*三阶互避失真电光器件光电得件GB/T 13584 2011GB/T 21548-2021GB/T 24366-2009SJ/T 11405 2009SJ/T 11433-2012参考文献红外探测器参数测试方法光通信用高速直接调制半导体激光器的测量方法通信用光电探测器组件技术要求光纤系统用半导体光电子器件第2部分:测*方法矢量网络分析仪通用规范
