Государственная поверочная схема для средств измерений динамических параметров импульсного лазерного излучения

(утв. Приказом Росстандарта от 03.06.2026 № 1085)

Утверждена Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 3 июня 2026 г. № 1085

ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОВЕРОЧНАЯ СХЕМА

ДЛЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ ДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ИМПУЛЬСНОГО ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

1 Область применения

1.1 Государственная поверочная схема для средств измерений динамических параметров импульсного лазерного излучения устанавливает порядок передачи единиц максимальной мощности импульсного лазерного излучения (Pи) — ватт (Вт), длительности импульса лазерного излучения (tи) — секунда (с), скорости передачи единичных элементов цифрового сигнала данных <1> (Rb), фазового дрожания (Tj) и коэффициента битовых ошибок (BER) в волоконно-оптических системах передачи информации (далее — ВОСП) — бит в секунду (бит/с), тактовый интервал (ТИ) и относительная единица (отн. ед.) соответственно от государственного первичного специального эталона единиц мощности и длительности импульсов лазерного излучения в волоконно-оптических системах (далее — ГПСЭ) при помощи рабочих эталонов средствам измерений с указанием показателей точности, и методов передачи единицы величины.

---

<1> Под скоростью передачи единичных элементов цифрового сигнала данных в ВОСП в настоящей ГПС подразумевается скорость передачи единичных элементов цифрового сигнала данных согласно ГОСТ 17657-79 на физическом уровне сетевой модели OSI по оптическому каналу, при использовании амплитудной модуляции и двухуровневого физического кодирования без возврата к нулю (non return to zero, NRZ), равная скорости передачи битов данных.

1.2 Допускается проводить передачу единиц величин рабочим эталонам и средствам измерений с применением эталонов более высокой точности, чем предусмотрено настоящей государственной поверочной схемой.

1.3 Графическая часть государственной поверочной схемы приведена в приложении А.

2 Государственный первичный специальный эталон

2.1 ГПСЭ состоит из комплекса следующих измерений:

• источник эталонных оптических импульсов;
• установка для определения динамических параметров эталонных оптических импульсов.

2.2 Диапазоны значений (номинальные значения), в которых воспроизводятся единицы величин:

Спектральный диапазон (рабочие длины волн), мкм:

• при воспроизведении единиц мощности импульсного лазерного излучения и длительности импульса лазерного излучения по уровню 0,5 от максимального значения мощности импульса: 0,53, 0,85, 1,06, 1,31, 1,55.

Диапазон воспроизведения единиц величин:

мощности импульсного лазерного излучения, Вт:

на длинах волн 0,53 и 1,06 мкм: от 1·10-5 до 1;

на длинах волн 0,85, 1,31 и 1,55 мкм: от 1·10-6 до 1·10-2;

длительности импульса лазерного излучения по уровню 0,5 от максимального значения мощности импульса, с:

на длинах волн 0,53 и 1,06 мкм: от 1·10-9 до 1·10-6;

на длинах волн 0,85, 1,31 и 1,55 мкм: от 1·10-10 до 1·10-7.

2.3 ГПСЭ обеспечивает воспроизведение единиц со средним квадратическим отклонением среднего арифметического значения результатов десяти измерений, не превышающим:

мощности импульсного лазерного излучения, отн. ед.:

на длинах волн 0,53 и 1,06 мкм: 1,86 x 10-2;

на длинах волн 0,85, 1,31 и 1,55 мкм: 0,12 x 10-2;

длительности импульса лазерного излучения по уровню 0,5 от максимального значения мощности импульса, отн. ед.:

на длинах волн 0,53 и 1,06 мкм: 1,35 x 10-2;

на длинах волн 0,85, 1,31 и 1,55 мкм: 0,90 x 10-2.

Доверительные границы (при доверительной вероятности 0,95) неисключенной систематической погрешности не превышают:

мощности импульсного лазерного излучения, отн. ед.:

на длинах волн 0,53 и 1,06 мкм: 2,76 x 10-2;

на длинах волн 0,85, 1,31 и 1,55 мкм: 2,76 x 10-2;

длительности импульса лазерного излучения по уровню 0,5 от максимального значения мощности импульса, отн. ед.:

на длинах волн 0,53 и 1,06 мкм: 0,63·10-2;

на длинах волн 0,85, 1,31 и 1,55 мкм: 6,31 x 10-2.

Стандартная неопределенность, оцененная по типу A:

мощности импульсного лазерного излучения, отн. ед.:

на длинах волн 0,53 и 1,06 мкм: 1,86 x 10-2;

на длинах волн 0,85, 1,31 и 1,55 мкм: 0,12 x 10-2;

длительности импульса лазерного излучения по уровню 0,5 от максимального значения мощности импульса, отн. ед.:

на длинах волн 0,53 и 1,06 мкм: 1,35 x 10-2;

на длинах волн 0,85, 1,31 и 1,55 мкм: 0,90 x 10-2.

Стандартная неопределенность, оцененная по типу B:

мощности импульсного лазерного излучения, отн. ед.:

на длинах волн 0,53 и 1,06 мкм: 1,59 x 10-2;

на длинах волн 0,85, 1,31 и 1,55 мкм: 1,59 x 10-2;

длительности импульса лазерного излучения по уровню 0,5 от максимального значения мощности импульса, отн. ед.:

на длинах волн 0,53 и 1,06 мкм: 0,35·10-2;

на длинах волн 0,85, 1,31 и 1,55 мкм: 3,54 x 10-2.

Суммарная стандартная неопределенность:

мощности импульсного лазерного излучения, отн. ед.:

на длинах волн 0,53 и 1,06 мкм: 2,45 x 10-2;

на длинах волн 0,85, 1,31 и 1,55 мкм: 1,59 x 10-2;

длительности импульса лазерного излучения по уровню 0,5 от максимального значения мощности импульса, отн. ед.:

на длинах волн 0,53 и 1,06 мкм: 1,39·10-2;

на длинах волн 0,85, 1,31 и 1,55 мкм: 3,65 x 10-2.

Расширенная неопределенность:

мощности импульсного лазерного излучения, отн. ед.:

на длинах волн 0,53 и 1,06 мкм: 4,90 x 10-2;

на длинах волн 0,85, 1,31 и 1,55 мкм: 3,18 x 10-2;

длительности импульса лазерного излучения по уровню 0,5 от максимального значения мощности импульса, отн. ед.:

на длинах волн 0,53 и 1,06 мкм: 2,78 x 10-2;

на длинах волн 0,85, 1,31 и 1,55 мкм: 7,30 x 10-2;

при коэффициенте охвата k = 2.

Расширенная неопределенность:

мощности импульсного лазерного излучения, отн. ед.:

на длинах волн 0,53 и 1,06 мкм: 7,35 x 10-2;

на длинах волн 0,85, 1,31 и 1,55 мкм: 4,77 x 10-2;

длительности импульса лазерного излучения по уровню 0,5 от максимального значения мощности импульса, отн. ед.:

на длинах волн 0,53 и 1,06 мкм: 4,17·10-2;

на длинах волн 0,85, 1,31 и 1,55 мкм: 10,95 x 10-2;

при коэффициенте охвата k = 3.

2.4 ГПСЭ применяют для передачи единиц мощности импульсного лазерного излучения, длительности импульса лазерного излучения по уровню 0,5 от максимального значения мощности импульса рабочим эталонам, а также высокоточным средствам измерений методом непосредственного сличения, или методом прямых измерений.

3 Эталоны, заимствованные из других государственных поверочных схем

3.1 В качестве эталонов, заимствованных из других государственных поверочных схем, применяют рабочие эталоны единиц времени и частоты второго разряда (стандарты частоты) из Государственной поверочной схемы для средств измерений времени и частоты, утвержденной приказом Росстандарта № 2360 от 13.10.2022.

3.2 Эталоны, заимствованные из других государственных поверочных схем, обеспечивают воспроизведение единицы частоты в диапазоне от 1,0·103 до 3,3·1011 Гц.

Допускаемая относительная погрешность по частоте выходных сигналов (опорного генератора) находится в пределах от +/- 1,0·10-13 до +/- 1,0·10-11.

3.3 Эталоны, заимствованные из других ГПС, применяют для передачи единицы частоты рабочему эталону 1-го разряда методом сличений с помощью компаратора.

4 Рабочий эталон 1-го разряда

4.1 В качестве рабочего эталона 1-го разряда применяют аппаратуру для воспроизведения, хранения и передачи единиц длительности импульсов лазерного излучения и скорости передачи единичных элементов цифрового сигнала данных в ВОСП в диапазонах измерений от 4,0·10-11 до 2,0·10-8 с и от 5,0·107 до 2,6·1010 бит/с (фиксированные значения, соответствующие используемым в системах SDH и Ethernet +/- 0,01% от номинального значения) соответственно.

4.2 Рабочий эталон 1-го разряда обеспечивает воспроизведение единиц величин при доверительной вероятности P = 0,95:

Среднее квадратическое отклонение (So) результата измерений длительности импульсов лазерного излучения не превышает 3,0·10-11 с, а скорости передачи единичных элементов цифрового сигнала данных в ВОСП — 1,1·10-7 отн. ед. при 20 независимых наблюдениях.

Границы относительной неисключенной систематической погрешности (\Theta_{o}) для длительности импульсов лазерного излучения не превышают 2,0·10-11 с, а скорости передачи единичных элементов цифрового сигнала данных в ВОСП — 3,4·10-8 отн. ед.

4.3 Рабочий эталон 1-го разряда применяют для передачи единиц рабочим эталонам методом прямых измерений или методом сличений при помощи компаратора.

5 Рабочие эталоны 2-го разряда

5.1 В качестве рабочего эталона 2-го разряда единицы мощности импульсного лазерного излучения применяют комплекс средств измерений в составе: приемные устройства в диапазоне длин волн от 0,4 до 10,6 мкм, лазеры импульсного режима работы, система регистрации и обработки информации в диапазонах измерений от 1·10-6 до 1·104 Вт при длительности импульса от 1·1010 до 1·10-4 с по уровню 0,5 и времени нарастания/спада импульса: от 3·10-11 до 1·10-5 с.

Средние квадратические отклонения результатов сличений S рабочих эталонов 2-го разряда с государственным лежат в пределах от 2,5·10-2 до 4·10-2 отн. ед.

5.2 В качестве рабочего эталона 2-го разряда единиц динамических параметров импульсного лазерного излучения — длительности импульсов лазерного излучения применяют комплекс средств измерений в составе: быстродействующий оптоэлектронный преобразователь, широкополосный осциллограф, устройство управления и обработки измерительной информации.

Рабочий диапазон длительности импульса по уровню 0,5 от 1·1010 до 1·10-4 с при мощности импульса от 1·10-6 до 1·102 Вт и времени нарастания/спада импульса: от 3·10-11 до 1·10-5 с в диапазоне длин волн от 0,4 до 10,6 мкм.

Средние квадратические отклонения результатов сличений S рабочих эталонов с государственным не превышают 4·10-2 отн. ед.

5.3 В качестве рабочего эталона 2-го разряда единицы скорости передачи единичных элементов цифрового сигнала данных применяют средства измерений, работающие в режиме генерации тестовых импульсных последовательностей на длинах волн 0,85, 1,31 или 1,55 мкм, либо измерения скорости передачи единичных элементов цифрового сигнала данных в диапазоне от 50 Мбит/с до 25,8 Гбит/с (фиксированные значения, соответствующие используемым в системах SDH и Ethernet +/- 0,01% от номинального значения) и суммарной стандартной неопределенностью воспроизведения единицы скорости передачи единичных элементов цифрового сигнала данных не более 7·10-7 отн. ед.

5.4 В качестве рабочего эталона 2-го разряда единиц фазового дрожания и коэффициента битовых ошибок для оптических интерфейсов применяют комплекс средств измерений в составе: анализатор цифровых линий связи с оптическими интерфейсами, широкополосный осциллограф, быстродействующий оптоэлектронный преобразователь, стандарт частоты, устройство управления и обработки измерительной информации, работающий в режиме генерации тестовых импульсных последовательностей на длинах волн 0,85, 1,31 или 1,55 мкм, либо измерения скорости передачи единичных элементов цифрового сигнала данных в диапазоне от 50 Мбит/с до 25,8 Гбит/с (фиксированные значения, соответствующие используемым в системах SDH и Ethernet +/- 0,01% от номинального значения). Диапазон воспроизведения коэффициента битовых ошибок от 10-3 до 109 отн. ед., диапазон измерения и воспроизведения фазового дрожания по амплитуде от 0,05 до 3200 ТИ в зависимости от скорости передачи единичных элементов цифрового сигнала данных и значения модулирующих частот. Суммарная стандартная неопределенность воспроизведения единицы фазового дрожания при доверительной вероятности 0,95 не более (1 — 10)%, в зависимости от скорости передачи единичных элементов цифрового сигнала данных и значения модулирующих частот.

Рабочие эталоны 2-го разряда применяют для поверки средств измерений методом прямых измерений.

6 Средства измерений

6.1 В качестве СИ мощности импульсного лазерного излучения и длительности импульса лазерного излучения по уровню 0,5 применяют:

• прецизионные средства измерений динамических параметров импульсного лазерного излучения в диапазоне от 1·10-6 до 1 Вт в спектральном диапазоне от 0,5 до 1,6 мкм, при длительности импульса от 1·10-10 до 1·10-6 с, пределы допускаемой относительной погрешности составляют от 4·10-2 до 10·10-2 отн. ед.

6.2 В качестве СИ мощности импульсного лазерного излучения применяют:

• средства измерений максимальной мощности импульсного лазерного излучения в диапазоне от 1·10-9 до 1·104 Вт в спектральном диапазоне от 0,4 до 10,6 мкм, при длительности импульса от 1·10-10 до 1·10-4 с, пределы допускаемой относительной погрешности составляют от 10·10-2 до 30·10-2 отн. ед.;
• генераторы оптических сигналов мощностью в импульсе от 1·10-5 до 1·104 Вт на фиксированных длинах волн в диапазоне от 0,4 до 10,6 мкм, при длительности импульса от 1·10-10 до 1·10-4 с, пределы допускаемой относительной погрешности составляют от 10·10-2 до 30·10-2 отн. ед.

6.3 В качестве СИ длительности импульса лазерного излучения по уровню 0,5 от максимального значения мощности импульса применяют:

• средства измерений динамических параметров источников лазерного излучения малых уровней (фотоприемники) в диапазоне длительностей импульса от 1·10-10 до 1·10-7 с в спектральном диапазоне от 0,5 до 1,6 мкм, при мощности импульса от 1·10-8 до 1 Вт, пределы допускаемой относительной погрешности составляют от 10·10-2 до 15·10-2 отн. ед.;
• средства измерений динамических параметров приемников лазерного излучения малых уровней (источники) в диапазоне длительностей импульса от 1·10-9 до 1·10-1 с в спектральном диапазоне от 0,5 до 1,6 мкм, при мощности импульса от 1·10-8 до 1·10-4 Вт, пределы допускаемой относительной погрешности составляют от 5·10-2 до 15·10-2 отн. ед.;
• средства измерений формы импульса лазерного излучения в диапазоне длительностей импульса от 1·10-9 до 1·10-7 с на фиксированных длинах волн в диапазоне от 0,4 до 10,6 мкм, при мощности импульса от 1·10-4 до 1 Вт, пределы допускаемой относительной погрешности составляют от 5·10-2 до 15·10-2 отн. ед.

6.4 В качестве СИ скорости передачи единичных элементов цифрового сигнала данных, равно как и фазового дрожания и коэффициента битовых ошибок для оптических интерфейсов, применяют средства измерений (анализаторы сетевых протоколов, анализаторы параметров на цифровых интерфейсах, генераторы псевдослучайных последовательностей и подобные), работающие в режиме генерации тестовых импульсных последовательностей на длинах волн в диапазоне от 0,83 до 1,65 мкм, либо измерения скорости передачи единичных элементов цифрового сигнала данных в диапазоне от 50 Мбит/с до 25,8 Гбит/с (фиксированные значения, соответствующие используемым в системах SDH, Ethernet, OTN и Fibre Channel +/- 0,01% от номинального значения). Диапазон воспроизведения коэффициента ошибок по битам от 10-3 до 10-9, диапазон измерения и воспроизведения фазового дрожания по амплитуде в тактовых интервалах от 0,05 до 3200 в зависимости от скорости передачи единичных элементов цифрового сигнала данных и значения модулирующих частот.

Пределы допускаемой относительной погрешности измерений скорости передачи единичных элементов цифрового сигнала данных составляют не более 1,5·10-6 — 1·10-5 отн. ед.

Пределы допускаемой относительной погрешности измерений фазового дрожания составляют не более (5 — 20)%.

Приложение А

ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОВЕРОЧНАЯ СХЕМА ДЛЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ ДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ИМПУЛЬСНОГО ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

---

Вложения

• 001.PDF