主要技术内容
1 范围
本文件规定了光纤激光器用传能光纤的结构、分类和型号、几何尺寸、光学性能、机械性能、水煮性能等技术要求和检验规则。
本文件适用于光纤激光器中使用的传能光纤，包括单包层、双包层、三包层传能光纤。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 191-2008 包装储运图示标志
GB/T 2828.1-2012 计数抽样检验程序 第1部分：按接收质量限（AQL）检索的逐批检验抽样计划
GB/T 14733.12-2008 电信术语 光纤通信（IEC 60050(731):1991, IDT）
GB/T 15972.20-2021 光纤试验方法规范 第20部分：尺寸参数的测量方法和试验程序 光纤几何参数（IEC 60793-1-20:2014, MOD）
GB/T 15972.21 光纤试验方法规范 第21部分：尺寸参数的测量方法和试验程序 涂覆层几何参数（IEC 60793-1-21:2001, MOD）
GB/T 15972.30 光纤试验方法规范 第30部分：机械性能的测量方法和试验程序 光纤筛选试验（IEC 60793-1-30:2010, MOD）
IEC 60793-2 光纤 第2部分 产品特性总则（Optical fibres Part 2: Product specifications–General）
WJ 20540-2018 大功率光纤激光器性能测试方法
WJ 20537-2018 光纤激光器术语
3 术语和定义
GB/T 14733.12-2008界定的术语和定义适用于本文件。
3.1
光纤激光器 fiber laser
光纤激光器是指用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器。
3.2
传能光纤 power delivery fiber
一种传输激光能量的光波导纤维。
3.3
纤芯 fiber core
光纤波导横截面几何中心区域。
3.4
第一包层 the first cladding
紧邻纤芯外侧的同心柱形区域，用于约束光在光纤中特定区域传输。
3.5
第二包层 the second cladding
紧邻第一包层外侧的同心柱形区域，用于约束光在光纤中特定区域传输。
3.6
第三包层 the third cladding
紧邻第二包层外侧的同心柱形区域，用于约束光在光纤中特定区域传输。
3.7
内涂层 inner coating
紧邻最外侧包层的圆柱形区域，用于保持包层表面完整的介质层。
3.8
外涂层 outer coating
紧邻内涂层外侧的圆柱形区域，用于加强保护作用的介质层。
3.9
单包层传能光纤 single-clad power delivery fiber
具有纤芯与第一包层结构的传能光纤。
3.10
双包层传能光纤 double-clad power delivery fiber
具有纤芯、第一包层和第二包层结构的传能光纤。
3.11
三包层传能光纤 triple-clad power delivery fiber
具有纤芯、第一包层、第二包层和第三包层结构的传能光纤。
3.12
纤芯直径 core diameter
纤芯区域拟合圆的直径。
3.13
第一包层直径 the first cladding diameter
第一包层最外侧拟合圆的直径。
3.14
第二包层直径 the second cladding diameter
第二包层最外侧拟合圆的直径。
3.15
第三包层直径 the third cladding diameter
第三包层最外侧拟合圆的直径。
3.16
芯层/包层同心度偏差 core/cladding concentricity error
纤芯中心与最大石英包层中心之间的距离。
3.17
内涂层直径 inner coating diameter
内涂层最外测拟合圆的直径。
3.18
外涂层直径 outer coating diameter
外涂层最外侧拟合圆的直径
3.19
纤芯损耗 core power loss
特定波长激光传输长度为L的传能光纤后，纤芯内激光能量从P0减少到P1，纤芯损耗为α。
………………………………………（1）
α —纤芯损耗；
P0—输入长度为L的光纤纤芯内激光能量；
P1—激光能量P0经过长度L的光纤，输出的激光能量；
L —被测试光纤长度。
3.20
包层损耗 cladding power loss
特定波长激光传输长度为L的传能光纤后，包层内激光能量从P0减少到P1，包层损耗为β。
(dB/km) ………………………………………（2）
β — 包层损耗；
P0— 输入长度为L的光纤纤芯内激光能量；
P1— 激光能量P0经过长度L的光纤，输出的激光能量；
L — 被测试光纤长度。
3.21
透光率 light transmittance
特定波长激光传输长度为L的光纤后，输出激光能量与输入激光能量的比值。
(%)……………………………………………（3）
η — 透光率；
P0— 长度为L的光纤中输入激光能量；
P1— 激光能量P0经过长度L的光纤，输出的激光能量；
4 缩略语
SPDF：单包层传能光纤 single-clad power delivery fiber
DPDF：双包层传能光纤 double-clad power delivery fiber
TPDF：三包层传能光纤 triple-clad power delivery fiber
5 分类和命名
5.1分类
本文件规定的传能光纤按照纤芯和包层直径进行分类，分为如下几类典型尺寸：
1）纤芯标称直径135μm，第一包层标称直径155μm，第二包层标称直径215μm；
2）纤芯标称直径200μm，第一包层标称直径220μm，第二包层标称直径280μm；
3）纤芯标称直径220μm，第一包层标称直径242μm，第二包层标称直径302μm；
4）纤芯标称直径400μm，第一包层标称直径440μm，第二包层标称直径500μm；
5）纤芯标称直径600μm，第一包层标称直径660μm，第二包层标称直径720μm；
6）纤芯标称直径50μm，第一包层标称直径70μm，第二包层标称直径360μm，第三包层标称直径420μm；
7）纤芯标称直径100μm，第一包层标称直径120μm，第二包层标称直径360μm，第三包层标称直径420μm。
注：以上尺寸为典型尺寸，实际产品尺寸可根据制造者和用户协商具体尺寸。
5.2命名
命名规则如下：
示例：
6 技术要求
6.1结构与尺寸参数
6.1.1结构
本文件规定的光纤激光器用传能光纤由纤芯、包层、内涂层、外涂层构成，其中纤芯为石英玻璃，包层为石英玻璃或低折射率聚合物，涂层为聚合物。单包层传能光纤、双包层传能光纤、三包层传能光纤结构示意图如下：
图1 单包层传能光纤横截面结构
图2 双包层传能光纤横截面结构
图3 三包层传能光纤横截面结构
6.1.2几何尺寸
典型传能光纤尺寸要求应符合表1-表3的规定。
表1 典型单包层传能光纤尺寸要求
项目 单位 SPDF-135/155 SPDF-200/220
纤芯直径 μm 135.0±1.5 200.0±2.0
第一包层直径 μm 155.0±2.0 220.0±2.0
芯层/包层同心度偏差 μm ≤2.0 ≤2.0
外涂层直径 μm 320.0±15.0 320.0±15.0
表2 典型双包层传能光纤尺寸要求
产品型号 单位 DPDF-135/155/X DPDF-200/220/X DPDF-400/440/X DPDF-600/660/X
纤芯直径 μm 135.0±1.5 200.0±2.0 402.0±2.0 600.0±12.0
第一包层直径 μm 155.0±2.0 220.0±2.0 442.0±2.0 660.0±13.0
第二包层直径 μm ≥193.0 ≥258.0 ≥480.0 ≥698.0
芯层/包层同心度偏差 μm ≤2.0 ≤3.0 ≤4.0 ≤6.0
外涂层直径 μm 320.0±15.0 320.0±15.0 560.0±20.0 875.0±30.0
表3 典型三包层传能光纤尺寸要求
产品型号 单位 TPDF-50/70/360/X TPDF-100/120/360/X
纤芯直径 μm 51.0±1.0 102.0±2.0
第一包层直径 μm 72.0±2.0 123.5±3.5
第二包层直径 μm 367.5±7.5 367.5±7.5
第三包层直径 μm ≥407 ≥407
纤芯/包层同心度偏差 μm ≤2.0 ≤2.0
外涂层直径 μm 520.0±20.0 520.0±20.0
6.2光学性能
典型传能光纤的光学性能应符合表4-表6的规定。
表4 典型单包层传能光纤光学性能要求
产品型号 单位 SPDF-135/155 SPDF-200/220
包层损耗@1095nm dB/km ≤15.0 -
芯层损耗@1200nm dB/km ≤15.0 ≤20.0
表5 典型双包层传能光纤光学性能要求
产品型号 单位 DPDF-135/155/X DPDF-200/220/X DPDF-400/440/X DPDF-600/660/X
包层损耗@1095nm dB/km ≤20.0 ≤20.0 ≤15.0 ≤15.0
芯层损耗@1200nm dB/km ≤20.0 ≤20.0 ≤15.0 ≤15.0
表6 典型三包层传能光纤光学性能要求
产品型号 单位 TPDF-50/70/360/X TPDF-100/120/360/X
包层损耗@1095nm dB/km ≤15.0 ≤15.0
芯层损耗@1200nm dB/km ≤15.0 ≤15.0
6.3机械性能
典型传能光纤的机械性能应符合表7的规定。
表7 机械性能要求
项目 单位 技术指标
筛选应力 kpsi ≥100.0
6.4水煮性能
典型单包层、双包层和三包层传能光纤水煮性能要求应符合表8规定。
表8 水煮性能要求
项目 水煮条件 测试条件 指标
水煮测试 温度：（120±10）℃
方式：水蒸气
时间：24h 水煮后光纤通入激光 （915nm、976nm或其他波长） 1、光纤涂层无明显漏激光现象
2、水煮前后透过率的变化≤5%
7 试验方法
7.1 尺寸参数
7.1.1 纤芯直径
剥除光纤的有机涂层，采用GB/T 15972.20 所规定的折射近场、横向干涉法进行纤芯直径测量，或者近场光分步法进行测量。折射率近场法是测量纤芯直径的基准试验方法。
7.1.2 包层尺寸
采用GB/T 15972.20 所规定的近场光分步法或折射率近场法进行包层形状测量和尺寸测量，也可采用机械直径法进行包层尺寸测量。近场光分布法是测量内包层尺寸的基准试验方法。
7.1.3 涂覆层直径
采用GB/T 15972.21 所规定的侧视法或机械法进行涂覆层直径测量。侧视法是测量涂覆层直径的基准试验方法。
7.2 机械性能
光纤机械性能试验方法应符合表9的规定。
表9机械性能试验方法
项目 试验方法
筛选应力 GB/T 15972.30
7.3 抽样检验
采用GB/T 2828.1所规定的抽样计划、抽样方案、抽样程序及质量水平的评定方法。
8 检验规则
8.1 检验分类
本文件规定的检验分为出厂检验和型式检验。
8.2 检验项目
表10检验项目
项目 要求章条号 出厂检验 型式检验
尺寸参数 6.1.2 是 是
光学性能 6.2 是 是
机械性能 6.3 是 是
水煮性能 6.4 否 是
8.3 出厂检验
8.3.1 样本的抽取
8.3.1.1 抽取样本的方法
应按简单随机抽样原则从批中抽取作为样本的单位产品。当批次由子批或（按某个合理的准则识别的）层组成时，应使用按比例配置的分层抽样。在此情形下，各子批或各层的样本量与其大小成比例。
8.3.1.2 抽取样本的时间
样本可以在生产出来以后或在批生产期间抽取，两种情形均应按8.3.1.1 抽取样本。
8.3.1.3 二次或多次抽样
使用二次或多次抽样时，每个后续的样本应从同一批样本的剩余部分中抽取。
8.3.2 判定规则
若检验指标均符合要求，则判定该批次光纤出厂检验合格，若任意一项不符合要求，则判定该批次光纤出厂检验不合格。
8.4 型式检验
8.4.1总则
有以下情况之一者，应进行型式检验：
（1）新产品生产试制定型鉴定；
（2）正式生产后，原材料变更、工艺技术调整、设备改造等；
（3）正常生产时，每6个月至少进行一次；
（4）设备停止运行1个月以上恢复生产后，应当进行型式检验；
（5）质量监督检验机构提出进行型式检验时。
8.4.2 抽样方案
从每批次光纤中抽取一定量生产检验项目合格的光纤样本，按照表10规定的检验项目进行型式检验，抽检方案应符合表11的规定。
表11抽样方案
正常抽检 加严抽检
抽检数量 允许不合格数量 抽检数量 允许不合格数量
5 0 8 0
8.4.3 判定规则
正常抽检时，全部检验项目均符合要求，则判定型式检验合格，若任意一项检验项目不符合要求，则应转入加严抽检。加严抽检时，全部检验项目均符合要求，则判定型式检验合格，若仍有任意一项检验项目不符合要求，则判定型式检验不合格。
9 包装、标识、运输和贮存
9.1 包装
产品应盘装出厂，加装保护罩后与对应的检验报告一并放入包装箱内。
产品应按照客户要求的长度出厂。
9.2 标识
产品盘上应标明：制造厂名称、产品型号、产品盘号、产品长度、生产日期及客户指定的其他要求。
产品包装箱上应注明：制造厂名称、产品名称、产品出厂批号、生产日期，怕湿怕潮、向上、易碎的包装储运图示标志。
9.3 运输和贮存
传能光纤运输和贮存时应注意：
（1）运输时防止雨雪淋、日晒，卸装应小心，防止倒置、震动；
（2）在室温下和相对湿度不大于90%的洁净仓库中避光保存。
适用范围
是否包含专利
否
