通信用中、大光功率标准检定装置研究

　　0　引言

　　现在,有的光功率计已具有超过100dB的动态范围,这类接收器的线性度是一个很重要的参数。在测量技术领域里,测量装置或仪器的线性度是指被测值与输出(显示)值之间的严格比例关系。

　　在光功率测量和标准中,一般都是在一个或几个分立的点上测量或定标(即在这些点最准确)。我们称这些点为定标点。通过在已经建立的一个定标点上的标准,能在这些点上得到标准对传递标准的传递系数。在测量范围内的任意非定标点上进行测量时,测量准确度就要靠线性度来保证了。如果能够很准确的测定线性度,就能通过其计算出在非定标点的测量误差,得出正确的值。这样,就能将在定标点上的标准扩展到从很宽的功率范围内。光功率计全量程的不确定度指标就是靠给出一个定标点不确定度及其它点的线性度来保证的。

　　1　测量原理

　　1. 1　标准对传递标准的修正系数

　　在光功率测量和标准中,一般都是在一个或几个分立的点上测量或定标(即在这些点最准确),称为定标点。在这些功率点上得到标准对传递标准的比值称为传递系数。

　　用标准探测器(即标准光功率计)和传送标准探测器(即被测光功率计)对同一台高稳定的单色光源的输出功率进行反复切换测试,得出:

　　1. 2　线性度概述

　　在测试技术领域里,测量装置或仪器的线性度是指被测量与实际输出量之间的严格的比例关系。叠加法测探测器的线性度是基于这样的原理:即两束独立的光分别照射到探测器上的响应之和,应等于两束光同时照射到探测器上的响应。在测量范围内,通过对多个测量功率点的测量,分别得到单独光束和叠加光束的响应值,从而得出探测器在这一范围内的非线性。

　　1. 3　非线性系数的定义

　　双光束叠加法的测量原理是基于具有相同功率值的两个独立光源L1、L2非相干叠加原理上的。光探测器(被测装置)第一次接收来自光源L1的光信号,第二次接收来自光源L2的光信号,记录下两次测量的显示值A1和A2,最后接收光源L1、L2合在一起的光信号,即两倍的初始值,此时的显示值为A1+2。

　　如果被测装置的非线性系数(NL)定义为对于直线性的偏差,则在从A1到A1+2的显示范围内,单点NL的值即可定义为:

　　1. 4　非线性系数的归一化

　　如果选取测试的起始点做归一化,那么将得到整个量程范围内不同功率点的归一化系数CF。根据式(5)、式(6)两式

　　按我们采用的测试方法,以起始点的功率Po为归一化点,经过n步功率减半后,功率值Pn与第n点的归一化非线性修正系数CFn有(Pn′为示值)