在光通信行業(yè)中,光纖連接器的作用就是將光纖連接起來(lái),使光信號(hào)能以最低的損耗在光纖系統(tǒng)中傳輸。要想光纖連接器介入光通信線路中對(duì)系統(tǒng)影響達(dá)到最小,就必須保證其質(zhì)量,因此,光纖連接器的端面幾何參數(shù)的檢測(cè)就變得非常重要。
光纖端面干涉儀是一種利用光干涉原理，快速測(cè)量光纖連接器插芯端面的光纖高度、曲率半徑、頂點(diǎn)偏移等幾何參數(shù)的非接觸式測(cè)量?jī)x器，廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)光通信領(lǐng)域，是評(píng)價(jià)和管控光纖連接器質(zhì)量的重要測(cè)量設(shè)備。而目前國(guó)內(nèi)對(duì)光纖端面干涉儀尚無(wú)校準(zhǔn)規(guī)范。
根據(jù)國(guó)家質(zhì)檢總局2015年國(guó)家計(jì)量技術(shù)法規(guī)制/修訂計(jì)劃，受全國(guó)新材料與納米計(jì)量技術(shù)委員會(huì)的委托，由廣州計(jì)量檢測(cè)技術(shù)研究院、中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院、深圳維度科技有限公司負(fù)責(zé)制定《光纖端面干涉儀校準(zhǔn)規(guī)范》技術(shù)規(guī)范的工作，各單位主要起草人進(jìn)行多次討論，進(jìn)行了多家國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)廠家、多個(gè)型號(hào)的儀器的實(shí)驗(yàn)后對(duì)草稿進(jìn)行不斷地修改和完善，在10月完成校準(zhǔn)規(guī)范的征求意見(jiàn)稿，向全國(guó)的計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)、科研院所以及相關(guān)的行業(yè)企業(yè)征求意見(jiàn)。
規(guī)范依據(jù):
本規(guī)范主要依據(jù)JJF1071-2010《國(guó)家計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范編寫規(guī)則》進(jìn)行編制，JJF1001-2011《通用計(jì)量術(shù)語(yǔ)及定義》、JJF1059.1-2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》、JJF 1094-2002《測(cè)量?jī)x器特性評(píng)定》共同構(gòu)成支撐校準(zhǔn)規(guī)范制定工作的基礎(chǔ)性系列規(guī)范。
本規(guī)范為首次制定，主要技術(shù)內(nèi)容和計(jì)量特性參考了GB/T 18311.16-2007《纖維光學(xué)互連器和無(wú)源器件基本試驗(yàn)和測(cè)量程序》的部分內(nèi)容。
規(guī)范的主要內(nèi)容：
1、按照JJF 1071—2010《國(guó)家計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范編寫規(guī)則》的要求制定錫膏厚度測(cè)量?jī)x校準(zhǔn)規(guī)范，在內(nèi)容和格式上與JJF 1071—2010保持一致。校準(zhǔn)規(guī)范的具體內(nèi)容有范圍、概述、計(jì)量特性、校準(zhǔn)條件、校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法、校準(zhǔn)結(jié)果的表達(dá)、復(fù)校時(shí)間間隔等。
2、參考JJF 1306-2011 《X射線熒光鍍層測(cè)厚儀校準(zhǔn)規(guī)范》和JJG 818－2005 《磁性、電渦流式覆層厚度測(cè)量?jī)x檢定規(guī)程》，確定光纖端面干涉儀的4項(xiàng)計(jì)量特性，分別為光纖高度示值誤差、光纖高度示值重復(fù)性、曲率半徑、頂點(diǎn)偏移。針對(duì)每一校準(zhǔn)項(xiàng)目，規(guī)定了使用的標(biāo)準(zhǔn)器，并在附錄中給出了推薦使用的標(biāo)準(zhǔn)光纖高度塊的結(jié)構(gòu)和規(guī)格，明確了相應(yīng)的校準(zhǔn)操作。
3、對(duì)規(guī)范中的技術(shù)指標(biāo)和校準(zhǔn)方法均進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證；依據(jù)JJF 1059.1-2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》對(duì)儀器光纖高度測(cè)量示值誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度進(jìn)行分析，進(jìn)一步驗(yàn)證了所采用的測(cè)量方法合理、可行。
規(guī)范的主要技術(shù)關(guān)鍵：
1、光纖高度測(cè)量示值誤差：根據(jù)調(diào)研，由于光纖陶瓷插芯的光纖高度范圍主要集中在，現(xiàn)有光纖端面干涉儀的典型測(cè)量光纖高度范圍為（-50~150）nm，一般企業(yè)使用光纖端面干涉儀時(shí)常用的范圍為(0~150) μm。與此同時(shí)，由于個(gè)別大型光通信企業(yè)如華為、中興等對(duì)光纖高度有特殊要求，部分光纖端面干涉儀廠家已有光纖高度差接近500nm的產(chǎn)品，甚至有標(biāo)稱可達(dá)到1000nm的儀器。目前，大部分廠家的儀器的光纖高度范圍是小于500nm，根據(jù)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)器制備情況，本規(guī)范。同時(shí)，規(guī)范也規(guī)定在進(jìn)行儀器厚度示值誤差校準(zhǔn)時(shí)應(yīng)依據(jù)用戶實(shí)際的使用范圍，在覆蓋被校儀器標(biāo)稱的最大光纖高度差的2/3范圍內(nèi)選取3~5種不同高度的標(biāo)準(zhǔn)光纖高度塊作為測(cè)量點(diǎn)，在每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)光纖高度塊有效區(qū)域內(nèi)，分別在同一測(cè)量區(qū)域相鄰位置處重復(fù)測(cè)量10次并記錄儀器示值，計(jì)算算術(shù)平均值作為該點(diǎn)位的測(cè)量結(jié)果，再通過(guò)計(jì)算與標(biāo)準(zhǔn)光纖高度塊的標(biāo)準(zhǔn)高度值的差值得到該點(diǎn)測(cè)量示值誤差。
2、光纖高度測(cè)量示值重復(fù)性：選取3~5種不同高度的標(biāo)準(zhǔn)光纖高度塊作為測(cè)量點(diǎn)重復(fù)測(cè)量次數(shù)10次，得到測(cè)量示值誤差的同時(shí)，也可通過(guò)計(jì)算實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差得到該測(cè)量點(diǎn)的示值重復(fù)性。這里需特別說(shuō)明，有部分廠家說(shuō)明書中的重復(fù)性、再現(xiàn)性。
3、標(biāo)準(zhǔn)光纖高度塊：近幾年來(lái)，隨著臺(tái)階高度測(cè)量需求的猛增，主要通過(guò)經(jīng)國(guó)家計(jì)量院定期溯源的標(biāo)準(zhǔn)臺(tái)階塊來(lái)解決標(biāo)準(zhǔn)光纖高度塊的量值溯源問(wèn)題，可采用標(biāo)準(zhǔn)臺(tái)階塊、白光干涉儀、輪廓儀、原子力顯微鏡等多種非接觸或接觸式測(cè)量方法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)光纖高度的定值。
4、曲率半徑：可采用萬(wàn)能測(cè)長(zhǎng)儀、工具顯微鏡接觸或非接觸的測(cè)量方法標(biāo)準(zhǔn)球面進(jìn)行曲率半徑的定植；
5、曲率半徑：可采用萬(wàn)能工具顯微鏡
主要爭(zhēng)議及解決方法：
1、關(guān)于規(guī)范適用的測(cè)量范圍如何界定
目前使用中的錫膏厚度測(cè)量?jī)x的測(cè)量范圍大多在（20~400）μm左右，部分新的儀器最大厚度可達(dá)到1 mm以上。根據(jù)查詢資料及調(diào)研統(tǒng)計(jì)，大部分錫膏測(cè)厚儀的常用范圍在（100~150）μm，極少有達(dá)到幾百微米以上，實(shí)際上不可能將錫膏做到這么大的厚度。起草組經(jīng)討論后決定將規(guī)范適用范圍定為（0~600）μm，最大校準(zhǔn)點(diǎn)達(dá)到測(cè)量上限的2/3，故標(biāo)準(zhǔn)臺(tái)階塊最大厚度達(dá)到400 μm即可。
2、關(guān)于規(guī)范是否需要提出示值誤差和重復(fù)性的技術(shù)要求
目前國(guó)內(nèi)外各生產(chǎn)廠家對(duì)各自產(chǎn)品標(biāo)稱的精度差異很大，部分廠家將分辨力、重復(fù)精度與測(cè)量精度等概念混用，有些標(biāo)稱測(cè)量精度甚至達(dá)到零點(diǎn)幾微米；某些廠家的技術(shù)指標(biāo)明顯存在問(wèn)題，例如測(cè)量精度為1微米，重復(fù)精度卻為3微米。實(shí)際上，PCB板上的錫膏塊通常是不規(guī)則形狀而非完全平整的，零點(diǎn)幾微米的厚度測(cè)量精度沒(méi)有實(shí)用意義。因此沒(méi)有必要為了驗(yàn)證廠家虛標(biāo)的技術(shù)指標(biāo)，而去花費(fèi)大量的時(shí)間和資源去提高標(biāo)準(zhǔn)器的精度。
另一方面，根據(jù)調(diào)研，大部分錫膏產(chǎn)品的控制公差為幾十微米，錫膏厚度測(cè)量?jī)x的示值誤差在幾微米到十微米左右應(yīng)可滿足使用要求。由于各類產(chǎn)品的制造要求存在差異，應(yīng)由使用者依據(jù)實(shí)際情況確定驗(yàn)收指標(biāo)較為合理。
故本規(guī)范對(duì)于示值誤差和重復(fù)性不提出統(tǒng)一的技術(shù)要求。
3、關(guān)于如何確定標(biāo)準(zhǔn)器的精度
由于錫膏厚度測(cè)量?jī)x采用激光三角法或摩爾輪廓測(cè)量法，對(duì)測(cè)量面一般要求不能為鏡面反射，所以需對(duì)標(biāo)準(zhǔn)臺(tái)階塊表面進(jìn)行啞光處理，在一定程度上限制了標(biāo)準(zhǔn)器的精度。出于經(jīng)濟(jì)性和一般工藝水平的考慮，起草組認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)臺(tái)階塊的不確定度達(dá)到1微米的水平較為合適。如實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)器不確定度大于1微米，則應(yīng)根據(jù)客戶提出的技術(shù)指標(biāo)來(lái)判斷能否使用，通常標(biāo)準(zhǔn)器不確定度應(yīng)不大于技術(shù)指標(biāo)的1/3。
意見(jiàn)提交：
意見(jiàn)或建議可以通過(guò)郵件回傳至秘書處，征求意見(jiàn)截止時(shí)間為2019年12月31日。
秘書處郵箱：MTC29@nim.ac.cn
聯(lián) 系 人：金森林，任玲玲
聯(lián) 系 電 話：010-64524972/6538，13671381740
附件：光纖端面干涉儀校準(zhǔn)規(guī)范（征求意見(jiàn)相關(guān)文件）
