IEC TR 62284:2003

RAPPORT CEI
TECHNIQUE IEC
TR 62284
TECHNICAL
Première édition
REPORT
First edition
2003-01
Mesures de l'aire efficace des fibres optiques
unimodales –
Guide d'application
Effective area measurements of single-mode
optical fibres –
Guidance
Numéro de référence
Reference number
CEI/IEC/TR 62284:2003
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critères, comprenant des recherches textuelles, par searches, technical committees and date of
comité d’études ou date de publication. Des publication. On-line information is also available
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les nouvelles publications, les publications rempla- replaced publications, as well as corrigenda.
cées ou retirées, ainsi que sur les corrigenda.
• IEC Just Published • IEC Just Published
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.
RAPPORT CEI
TECHNIQUE IEC
TR 62284
TECHNICAL
Première édition
REPORT
First edition
2003-01
Mesures de l'aire efficace des fibres optiques
unimodales –
Guide d'application
Effective area measurements of single-mode
optical fibres –
Guidance
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W
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– 2 – TR 62284  CEI:2003
SOMMAIRE
AVANT-PROPOS . 6
1 Domaine d’application et objet . 8
2 Documents de référence.10
3 Appareillage .10
3.1 Source de lumière .10
3.2 Dispositifs optiques d'entrée .10
3.3 Extracteur de modes de gaine .10
3.4 Filtre de mode d'ordre élevé .10
3.5 Ordinateur .10
4 Echantillonnage et éprouvettes .10
4.1 Longueur d'éprouvette .10
4.2 Faces d’extrémités de l'éprouvette.12
5 Procédure.12
6 Calculs ou interprétation des résultats .12
6.1 Champ proche .12
6.2 Champ lointain direct.12
6.3 Ouverture variable dans le champ lointain .12
7 Documentation.14
7.1 Informations à fournir pour chaque mesure.14
7.2 Informations à fournir sur demande .14
Annexe A Spécificité de mesure de la méthode du champ lointain direct.16
Annexe B Ouverture variable dans la spécificité de mesure de la méthode
du champ lointain.24
Annexe C Spécificité de mesure de la méthode du champ proche .32
Annexe D Données d'échantillons et calculs .38
Annexe E Comparaison entre le présent rapport technique et
les recommandations UIT.44
Annexe F Traitement des lobes latéraux dans les données de champ lointain .46
Annexe G Méthode pour calculer l'aire efficace
à partir des données d'ouvertures variables .48
Annexe H Liste Fortran des sous-programmes qui réalisent la solution désirée
du problème de programmation quadratique .72
Figure A.1 – Montage d’essai pour la mesure du champ lointain direct.16
Figure B.1 – Montage d’essai pour l'ouverture variable de la mesure du champ lointain .24
Figure B.2 – Montage de mesure .26
Figure C.1 – Montage d’essai de la méthode du champ proche .32
Figure D.1 – Intensité en champ lointain .38
Figure D.2 – Intensité en champ proche .38
Figure F.1 – Tracé de champ lointain type affichant des lobes latéraux.46
Figure G.1 – Géométrie de mesure de la méthode d'ouverture variable.50
Figure G.2 – Système de coordonnées utilisé pour évaluer le champ de diffraction.50

TR 62284  IEC:2003 – 3 –
CONTENTS
FOREWORD . 7
1 Scope and object . 9
2 Reference documents .11
3 Apparatus .11
3.1 Light source.11
3.2 Input optics .11
3.3 Cladding mode stripper .11
3.4 High-order mode filter .11
3.5 Computer.11
4 Sampling and specimens .11
4.1 Specimen length .11
4.2 Specimen end faces.13
5 Procedure .13
6 Calculation or interpretation of results .13
6.1 Near-field.13
6.2 Direct far-field.13
6.3 Variable aperture in the far-field .13
7 Documentation.15
7.1 Information to be reported with each measurement .15
7.2 Information that should be available upon request .15
Annex A Direct far-field method measurement specifics.17
Annex B Variable aperture in the far-field method measurement specifics .25
Annex C Near-field method measurement specifics .33
Annex D Sample data and calculations .39
Annex E Comparison between this technical report and ITU recommendations.45
Annex F Treatment of side lobes in far-field data .47
Annex G Method for computing effective area from variable aperture data .49
Annex H Fortran listing of the subroutines that perform the desired solution of
the quadratic programming problem.73
Figure A.1 – Test set-up for the direct far-field measurement .17
Figure B.1 – Test set-up for the variable aperture in the far-field measurement .25
Figure B.2 – Apparatus set-up measurements.27
Figure C.1 – Near-field method test set-up.33
Figure D.1 – Far-field intensity.39
Figure D.2 – Near-field intensity.39
Figure F.1 – Typical far-field plot displaying side lobes.47
Figure G.1 – Measurement geometry of the variable aperture method .51
Figure G.2 – Co-ordinate system used to evaluate the diffraction field.51

– 4 – TR 62284  CEI:2003
r
Figure G.3 – Coordonnées polaires de r .52
Figure G.4 – Géométrie pour l'évaluation de l’équation (G.11) .54
Figure G.5 – Exemple de l'ajustement aux données de flux d'énergie d'ouverture .62
Figure G.6 – Ajustement en présence de données décroissantes.64
Figure G.7 – Champ de mode des données de la Figure G.5.66
Figure G.8 – Changement dans A avec r , à partir des données de la Figure G.6.68
max
eff
Tableau D.1 – Echantillons mesurés et données calculées.40
Tableau G.1 – Comparaison des aires efficaces exactes et calculées .68

TR 62284  IEC:2003 – 5 –
r
Figure G.3 – Polar co-ordinates of r .53
Figure G.4 – Geometry for the evaluation of equation (G.11).55
Figure G.5 – Example of the fit to aperture power flow data .63
Figure G.6 – Fit in the presence of decreasing data .65
Figure G.7 – Mode field from the data in Figure G.5.67
Figure G.8 – Change in A with r , from the data in Figure G.6 .69
eff max
Table D.1 − Sample measured and calculated data.41
Table G.1 – Comparison of exact and computed effective areas .69

– 6 – TR 62284  CEI:2003
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE
____________
MESURES DE L'AIRE EFFICACE DES FIBRES OPTIQUES UNIMODALES –
GUIDE D'APPLICATION
AVANT-PROPOS
1) La CEI (Commission Electrotechnique Internationale) est une organisation mondiale de normalisation
composée de l'ensemble des comités électrotechniques nationaux (Comités nationaux de la CEI). La CEI a
pour objet de favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans les
domaines de l'électricité et de l'électronique. A cet effet, la CEI, entre autres activités, publie des Normes
internationales. Leur élaboration est confiée à des comités d'études, aux travaux desquels tout Comité national
intéressé par le sujet traité peut participer. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec la CEI, participent également aux travaux. La CEI collabore étroitement
avec l'Organisation Internationale de Normalisation (ISO), selon des conditions fixées par accord entre les
deux organisations.
2) Les décisions ou accords officiels de la CEI concernant les questions techniques représentent, dans la mesure
du possible, un accord international sur les sujets étudiés, étant donné que les Comités nationaux intéressés
sont représentés dans chaque comité d’études.
3) Les documents produits se présentent sous la forme de recommandations internationales. Ils sont publiés
comme normes, spécifications techniques, rapports techniques ou guides et agréés comme tels par les
Comités nationaux.
4) Dans le but d'encourager l'unification internationale, les Comités nationaux de la CEI s'engagent à appliquer de
façon transparente, dans toute la mesure possible, les Normes internationales de la CEI dans leurs normes
nationales et régionales. Toute divergence entre la norme de la CEI et la norme nationale ou régionale
correspondante doit être indiquée en termes clairs dans cette dernière.
5) La CEI n’a fixé aucune procédure concernant le marquage comme indication d’approbation et sa responsabilité
n’est pas engagée quand un matériel est déclaré conforme à l’une de ses normes.
6) L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent rapport technique peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. La CEI ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et de ne pas avoir signalé leur existence.
La tâche principale des comités d’études de la CEI est l’élaboration des Normes
internationales. Toutefois, un comité d’études peut proposer la publication d’un rapport
technique lorsqu’il a réuni des données de nature différente de celles qui sont normalement
publiées comme Normes internationales, cela pouvant comprendre, par exemple, des
informations sur l’état de la technique.
La CEI 62284, qui est un rapport technique, a été établie par le sous-comité 86A: Fibres et
câbles, du comité d'études 86 de la CEI: Fibres optiques.
Le texte de ce rapport technique est issu des documents suivants:
Projet d’enquête Rapport de vote
86A/757/DTR 86A/799/RVC
Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant
abouti à l'approbation de ce rapport technique.
Cette publication a été rédigée selon les Directives ISO/CEI, Partie 2.
Le comité a décidé que le contenu de cette publication ne sera pas modifié avant 2004.
A cette date, la publication sera
• reconduite;
• supprimée;
• remplacée par une édition révisée, ou
• amendée.
TR 62284  IEC:2003 – 7 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION
____________
EFFECTIVE AREA MEASUREMENTS OF SINGLE-MODE OPTICAL FIBRES –
GUIDANCE
FOREWORD
1) The IEC (International Electrotechnical Commission) is a worldwide organization for standardization comprising
all national electrotechnical committees (IEC National Committees). The object of the IEC is to promote
international co-operation on all questions concerning standardization in the electrical and electronic fields. To
this end and in addition to other activities, the IEC publishes International Standards. Their preparation is
entrusted to technical committees; any IEC National Committee interested in the subject dealt with may
participate in this preparatory work. International, governmental and non-governmental organizations liaising
with the IEC also participate in this preparation. The IEC collaborates closely with the International Organization
for Standardization (ISO) in accordance with conditions determined by agreement between the two
organizations.
2) The formal decisions or agreements of the IEC on technical matters express, as nearly as possible, an
international consensus of opinion on the relevant subjects since each technical committee has representation
from all interested National Committees.
3) The documents produced have the form of recommendations for international use and are published in the form
of standards, technical specifications, technical reports or guides and they are accepted by the National
Committees in that sense.
4) In order to promote international unification, IEC National Committees undertake to apply IEC International
Standards transparently to the maximum extent possible in their national and regional standards. Any
divergence between the IEC Standard and the corresponding national or regional standard shall be clearly
indicated in the latter.
5) The IEC provides no marking procedure to indicate its approval and cannot be rendered responsible for any
equipment declared to be in conformity with one of its standards.
6) Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this technical report may be the subject of
patent rights. The IEC shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
The main task of IEC technical committees is to prepare International Standards. However, a
technical committee may propose the publication of a technical report when it has collected
data of a different kind from that which is normally published as an International Standard, for
example "state of the art".
IEC 62284, which is a technical report, has been prepared by subcommittee 86A: Fibres and
cables, of IEC technical committee 86: Fibre optics.
The text of this technical report is based on the following documents:
Enquiry draft Report on voting
86A/757/DTR 86A/799/RVC
Full information on the voting for the approval of this technical report can be found in the report
on voting indicated in the above table.
This publication has been drafted in accordance with the ISO/IEC Directives, Part 2.
The committee has decided that the contents of this publication will remain unchanged until 2004.
At this date, the publication will be
• reconfirmed;
• withdrawn;
• replaced by a revised edition, or
• amended.
– 8 – TR 62284  CEI:2003
MESURES DE L'AIRE EFFICACE DES FIBRES OPTIQUES UNIMODALES –
GUIDE D'APPLICATION
1 Domaine d’application et objet
Le présent rapport technique s’applique aux fibres optiques unimodales. Il a pour objet de
donner en détail les méthodes de mesure de l'aire efficace (A ) de ces fibres.
eff
Il définit trois méthodes de mesure de A . Des informations communes à toutes les
eff
méthodes figurent dans le corps de ce document. Des informations spécifiques à chaque
méthode figurent dans les annexes. Les trois méthodes sont les suivantes :
a) Champ lointain direct (DFF)
b) Ouverture variable dans le champ lointain (VAMFF)
c) Champ proche (NF)
La méthode de référence, utilisée pour résoudre les litiges, est la méthode A, champ lointain
direct.
L'aire efficace est un attribut optique qui est spécifié pour des fibres unimodales et utilisé
dans des conceptions de système qui peuvent être affectées par le coefficient d'indice de
réfraction non linéaire, n . Il existe un accord parmi les organismes de normalisation tant
nationaux qu'internationaux sur la définition utilisée dans ce rapport technique. Il a été
reconnu que les méthodes A, B et C fournissaient des résultats équivalents, à condition que
l'on utilise une bonne ingénierie lors de la mise en application.
Le champ lointain direct est la méthode de référence parce qu'il s'agit de la méthode la plus
directe et qu'elle est désignée comme étant la méthode de référence pour le diamètre du
champ de mode de l'UIT.
Une fonction de cartographie est une formule par laquelle les résultats mesurés d'un attribut
sont utilisés pour prédire la valeur d'un autre attribut sur une fibre donnée. Pour un type et
une conception de fibre donnés, le diamètre du champ de mode (MFD) (CEI 60793-1-45) peut
être utilisé pour prédire l'aire efficace avec une fonction de cartographie. Une fonction de
cartographie est spécifique à un type et une conception particuliers de fibre. Les fonctions de
cartographie sont générées en effectuant une expérimentation dans laquelle un échantillon de
fibre est choisi pour représenter le spectre des valeurs des MFD et dans laquelle les fibres de
l'échantillon sont mesurées à la fois pour le MFD et pour A . La régression linéaire peut être
eff
utilisée pour déterminer le coefficient d'adaptation, k, comme défini ci-dessous:
MFD
 
A = kπ (1)
 
eff
 
NOTE D'autres modèles mathématiques peuvent être utilisés s'ils sont dans l’ensemble plus précis.

TR 62284  IEC:2003 – 9 –
EFFECTIVE AREA MEASUREMENTS OF SINGLE-MODE OPTICAL FIBRES –
GUIDANCE
1 Scope and object
This technical report applies to single-mode optical fibres. Its object is to document the
methods for measuring the effective area (A ) of these fibres.
eff
It defines three methods of measuring A . Information common to all the methods is found in
eff
the body of this document. Information specific to each method is found in the annexes. The
three methods are:
a) direct far-field (DFF)
b) variable aperture in the far-field (VAMFF)
c) near-field (NF)
The reference method, used to resolve disputes, is method A, direct far field.
Effective area is an optical attribute that is specified for single-mode fibres and used in system
designs that may be affected by the non-linear refractive index coefficient, n . There is
agreement in both national and international standards bodies concerning the definition used in
this technical report. Methods A, B, and C have been recognised as providing equivalent
results, provided that good engineering is used in implementation.
The direct far-field is the reference method because it is the most direct method and is named
as the reference method for mode field diameter in the ITU.
A mapping function is a formula by which the measured results of one attribute are used to
predict the value of another attribute on a given fibre. For a given fibre type and design, the
mode field diameter (MFD) (IEC 60793-1-45) can be used to predict the effective area with a
mapping function. A mapping function is specific to a particular fibre type and design. Mapping
functions are generated by doing an experiment in which a sample of fibre is chosen to
represent the spectrum of values of MFD and in which the fibres in the sample are measured
for both MFD and A . Linear regression can be used to determine the fitting coefficient, k, as
eff
defined by the following:
MFD
 
A =kπ  (1)
eff
 
NOTE Other mathematical models may be used if they are generally more accurate.

– 10 – TR 62284  CEI:2003
2 Documents de référence
CEI 60793-1-45, Fibres optiques − Partie 1-45: Méthodes de mesure et procédures d'essai −
Diamètre du champ de mode
Recommandation UIT-T G.650:2000, Définition des paramètres des fibres monomodes et
méthodes de test associées
3 Appareillage
Les Annexes A, B et C comprennent des schémas pour chaque méthode.
3.1 Source de lumière
Utiliser une source de lumière adaptée cohérente ou non cohérente, telle qu'un laser à
semiconducteur ou une lumière blanche filtrée de puissance suffisante ou encore une DEL.
Il convient que la source soit stable en intensité et longueur d'onde sur une période de
temps suffisante pour réaliser les mesures. Il convient de spécifier la longueur d'onde
de la source dans la spécification particulière. Sauf spécification contraire de la spécification
particulière, il convient que la largeur de ligne spectrale soit inférieure ou égale à une largeur
totale à mi-hauteur (FWHM) de 10 nm.
3.2 Dispositifs optiques d'entrée
Utiliser un système de lentille optique ou une fibre amorce pour exciter la fibre en essai.
Coupler la puissance dans la fibre en essai de sorte qu'elle soit insensible à la position de la
face d’extrémité d'entrée. À cet effet, on peut utiliser un faisceau d'injection qui sature
spatialement et angulairement la fibre en essai. Si une épissure aboutée est utilisée, utiliser
un liquide adaptateur d'indice pour éviter les effets de perturbation. Il convient que le
couplage soit stable pendant la durée de l'essai.
3.3 Extracteur de modes de gaine
Utiliser un dispositif qui extrait les modes de gaine. Le revêtement de la fibre réalise
généralement cette fonction.
3.4 Filtre de mode d'ordre élevé
Utiliser une méthode en vue de supprimer les modes d'ordres supérieurs lorsqu'ils sont
capables de se propager. Par exemple, une boucle unique de diamètre ~ 30 mm de la fibre en
essai est généralement suffisante.
3.5 Ordinateur
Facultativement, utiliser un ordinateur pour commander l'appareillage, relever les mesures
d'intensité et calculer le résultat final.
4 Echantillonnage et éprouvettes
4.1 Longueur d'éprouvette
Préparer l'éprouvette en essai de la fibre unimodale pour une longueur type de 2,0 m ± 0,2 m.

TR 62284  IEC:2003 – 11 –
2 Reference documents
IEC 60793-1-45, Optical fibres − Part 1-45: Measurement methods and test procedures − Mode
field diameter
ITU-T Recommendation G.650:2000, Definition and test methods for the relevant parameters of
single-mode fibres
3 Apparatus
Annexes A, B, and C include schematics for each method.
3.1 Light source
Use a suitable coherent or non-coherent light source, such as a semiconductor laser or a
sufficiently powerful filtered white light or LED source. The source should be stable in intensity
and wavelength over a time period sufficient to perform the measurement. The wavelength of
the source should be specified in the detail specification. Unless otherwise specified in the
detail specification, the spectral line width should be less than or equal to 10 nm full width at
half-maximum (FWHM).
3.2 Input optics
Use an optical lens system or fibre pigtail to excite the test fibre. Couple the power into the test
fibre so it is insensitive to the position of the input end face. This can be done with a launch
beam that spatially and angularly overfills the test fibre. If a butt splice is used, use index-
matching fluid to avoid interference effects. The coupling should be stable for the duration of
the test.
3.3 Cladding mode stripper
Use a device that extracts cladding modes. The fibre coating will typically perform this function.
3.4 High-order mode filter
Use a method to remove higher order modes whenever they are capable of propagating. For
example, a one-turn bend of diameter ~ 30 mm in the test fibre is generally sufficient.
3.5 Computer
Optionally, use a computer to control the apparatus, take intensity measurements and compute
the final result.
4 Sampling and specimens
4.1 Specimen length
Prepare the single-mode fibre test specimen to a length of, typically, 2,0 m ± 0,2 m.

– 12 – TR 62284  CEI:2003
4.2 Faces d’extrémités de l'éprouvette
Préparer les faces d’extrémités planes au niveau de l’entrée et de la sortie de l'éprouvette.
Une qualité médiocre d'extrémité de sortie peut produire des mesures erronées.
5 Procédure
Voir respectivement les Annexes A, B ou C pour les méthodes A, B et C.
6 Calculs ou interprétation des résultats
Les équations suivantes définissent l'A pour les méthodes en termes de champ
eff
électromagnétique émis depuis l'extrémité de l'éprouvette. Les procédures de calcul sont
données dans les annexes.
6.1 Champ proche
L'aire efficace, A , est définie à partir de la distribution de l'intensité en champ proche, l(r),
eff
r étant la distance radiale à partir du centre du profil du champ de mode, par l'équation
suivante:
∞
 
 () 
2π I r rdr
∫
 
 0 
A = (2)
eff
∞
I()r rdr
∫
6.2 Champ lointain direct
La fonction de Bessel d'ordre zéro, J , est utilisée pour déterminer le diagramme de
distribution de l'intensité en champ proche, I(r), à partir de la distribution de puissance
en champ lointain, P ()θ :
ff
 
2πrsin()θ
 
1/2
 
() ( ) ()
I r = (±)P θ J  sin θ dθ (3)
ff 0
∫
 λ 
 
 
NOTE 1 Il convient que les unités de la longueur d'onde mesurée, λ, soient les mêmes que celles de la
coordonnée radiale, r. Généralement, celles-ci sont mesurées en μm.
NOTE 2 Si des lobes latéraux sont observés, les signes des lobes impairs doivent être changés (référence au
signe ± de l'équation) avant intégration. (Voir l’Annexe F pour des informations complémentaires.)
La distribution de l'intensité en champ proche résultante provenant de l'équation (3) est
ensuite utilisée avec l'équation (2) pour déterminer l'A .
eff
6.3 Ouverture variable dans le champ lointain
La puissance détectée à travers une ouverture de rayon v est P ()v . λ est la longueur d’onde
v
de la lumière à partir de la source. θ est le demi angle sous-tendu d’ouverture. La distance de
l’extrémité de sortie de la fibre en essai à l’ouverture est D. La puissance du champ lointain
direct P est liée à la puissance d'ouverture comme suit:
ff
TR 62284  IEC:2003 – 13 –
4.2 Specimen end faces
Prepare flat end faces at the input and output ends of the specimen.
Poor output end quality can produce erroneous measurements.
5 Procedure
See Annexes A, B, or C for methods A, B, and C, respectively.
6 Calculation or interpretation of results
The following equations define the A for the methods in terms of the electromagnetic field
eff
emitted from the end of the specimen. Calculation procedures are given in the annexes.
6.1 Near-field
Effective area, A , is defined from the near-field intensity distribution, I(r), r being the radial
eff
distance from the centre of the mode field profile, through the following equation:
∞
 
 
2π I()r rdr
∫
 
 0 
A = (2)
eff
∞
I()r rdr
∫
6.2 Direct far-field
The zero-order Bessel function, J , is used to determine the near-field intensity distribution
pattern, I(r), from the far-field power distribution,P ()θ :
ff
 
 2πrsin()θ 
1/2
 
I()r = (±)P (θ)J sin()θ dθ (3)
 
ff 0
∫
 
λ
 
 
NOTE 1 The units of the measured wavelength, λ, should be the same as those of the radial co-ordinate, r.
Typically these are measured in μm.
NOTE 2 If side lobes are observed, odd lobes are to be changed in sign (reference to ± sign in equation) before
integration. (See Annex F for more information.)
The resultant near-field intensity distribution derived from equation (3) is then used with
equation (2) to determine A .
eff
6.3 Variable aperture in the far-field
The power detected through an aperture of radius v isP ()v . The wavelength of light from the
v
source is λ. The subtended half angle of the aperture is θ. The distance from the output end
of the test fibre to the aperture is D. The direct far field power P is related to the aperture
ff
power as:
– 14 – TR 62284  CEI:2003
v
 
−1
θ = tan   (4a)
D
 
2π
Définir ρ = sin()θ (4b)
λ
dP (ρ)
v
()
P ρ = (5)
ff
2πρdρ
Utiliser l'équation (5) pour convertir P (v) en P ()ρ . Utiliser l'équation (3) pour effectuer
v ff
la conversion en modèle d'intensité de champ proche et ensuite l'équation (2) pour calculer
l'aire efficace.
7 Documentation
7.1 Informations à fournir pour chaque mesure
a) Identification pour chaque éprouvette en essai
b) Aire efficace (A ), en micromètres carrés (μm )
eff
c) Longueur d'onde
7.2 Informations à fournir sur demande
a) La méthode de mesure utilisée
b) La description de l'équipement en essai, y compris les sources de lumière, la méthode de
balayage ou de traduction, l'optique d'injection, l'extracteur de modes de gaine, l'optique
de détection et les techniques d'enregistrement
c) La date et les résultats pour l'étalonnage d'instrument le plus récent
d) Les données sur la reproductibilité de la mesure

TR 62284  IEC:2003 – 15 –
v
 
−1
θ = tan   (4a)
D
 
2π
Define ρ = sin()θ (4b)
λ
dP (ρ)
v
()
P ρ = (5)
ff
2πρdρ
Use equation (5) to convert P (v) to P ()ρ . Use equation (3) to convert to the near-field
v ff
intensity pattern and then equation (2) to calculate the effective area.
7 Documentation
7.1 Information to be reported with each measurement
a) Identification for each test specimen
b) Effective area (A ), in squared micrometers (μm )
eff
c) Wavelength
7.2 Information that should be available upon request
a) The measurement method used
b) Description of the test equipment, including light sources, scanning or translation method,
launch optics, cladding mode stripper, detection optics, and recording techniques
c) Date and results for the most recent instrument calibration
d) Data on measurement reproducibility

– 16 – TR 62284  CEI:2003
Annexe A
Spécificité de mesure de la méthode du champ lointain direct
A.0 Introduction
La présente annexe donne en détail l'appareillage, la procédure et le calcul pour la méthode
du champ lointain direct.
A.1 Appareillage
Un schéma de l'appareillage est fourni à la Figure A.1.
Détecteur
Système de rotation
PIN
Fibre en essai
Source de
X
lumière
Fibre
amorce
Liaison
Référence
Amplificateur
Ordinateur
de blocage
IEC  2727/02
Figure A.1 – Montage d’essai pour la mesure du champ lointain direct
A.1.1 Détecteur et ouverture
Utiliser un détecteur, tel qu'une diode PIN, qui a une dynamique suffisante, c'est-à-dire de
50 dB au-dessous de la puissance maximale à zéro degré, et qui est linéaire sur la plage des
intensités rencontrées. Il convient que le «plancher de détection» ou le «bruit de ligne
de base» du détecteur soit minimisé de façon à maximiser la plage dynamique utilisable du
système. Il est recommandé un minimum de 50 dB de dynamique utilisable. Il convient que
w
le détecteur soit placé à une distance d'au moins 100 de la face d’extrémité de la fibre
λ
en essai, où 2w est le diamètre du champ de mode nominal de la fibre en essai et λ est
la longueur d'onde nominale de mesure. Il convient que l'angle sous-tendu par l'ouverture
en face du détecteur soit inférieur ou égal à 0,5°, quelle que soit la dimension.
A.1.2 Appareillage de balayage
Balayer le diagramme de rayonnement en champ lointain soit en tournant le détecteur autour
d'un arc qui est centré sur la face d’extrémité de fibre soit en tournant la face d’extrémité de
fibre devant un détecteur fixe. Il convient que l'appareillage de balayage soit capable de pas
de 0,5° ou plus fin. Il convient que le balayage couvre un diamètre entier du diagramme
de champ lointain. Il convient généralement que l'appareillage de balayage soit en mesure de
balayer un rayon d'arc d'au moins ±23,5°.
NOTE Des mesures multiples, en faisant tourner la fibre par rapport au plan de balayage aboutiront à une
amélioration de la précision.
TR 62284  IEC:2003 – 17 –
Annex A
Direct far-field method measurement specifics
A.0 Introduction
This annex documents the apparatus, procedure, and calculation for the direct far-field
method.
A.1 Apparatus
A schematic of the apparatus is given in Figure A.1.
Rotation stage PIN
detector
Test fibre
Light source
X
Pigtail
Joint
Reference
Lock-in
Computer
amplifier
IEC  2727/02
Figure A.1 – Test set-up for the direct far-field measurement
A.1.1 Detector and aperture
Use a detector, such as a PIN diode, that has enough dynamic range, that is, 50 dB down from
the maximum power at zero degrees, and that is linear over the range of intensities that are
encountered. The “detection floor” or “baseline noise” of the detector should be minimised so
as to maximise the usable dynamic range of the system. A minimum of 50 dB of usable
dynamic range is recommended. The detector should be placed a distance of at least
w
100 from the test fibre end face, where 2w is the nominal mode field diameter of the test
λ
fibre and λ is the nominal measurement wavelength. The angle subtended by the aperture in
front of the detector should be less than or equal to 0,5° in either dimension.
A.1.2 Scanning apparatus
Either scan the far-field radiation pattern by rotating the detector about an arc that is centred
on the fibre end face or by rotating the fibre end face in front of a fixed detector. The scanning
apparatus should be capable of steps of 0,5° or finer. The scan should cover an entire
diameter of the far-field pattern. Typically, the scanning apparatus should be capable of
scanning an arc radius of at least ±23,5°.
NOTE Multiple measurements, with the fibre rotated relative to the scanning plane will result in improved
accuracy.
– 18 – TR 62284  CEI:2003
A.2 Procédure
a) Préparer la fibre en essai
b) Préparer la fibre en essai et l'aligner dans le système de sorte que la puissance sur le
détecteur centré (angle θ = 0) soit maximale
c) Balayer le détecteur
d) Balayer le détecteur sur le rayon d'arc spécifié en A.1.2, en incréments égaux d'angle.
Pour chaque position, θ, consigner la puissance détectée, P()θ L'angle maximal
i i
de détecteur utilisé est θ à indice i = n, nombre de positions angulaires positives. Pour
max
θ < 0, l'indice, i, est défini avec des valeurs négatives. Note: θ = 0
e) Effectuer les calculs
f) Effectuer les calculs définis à l’Article A.3 pour déterminer l'aire efficace
A.3 Calculs
Les calculs suivants sont un moyen d’effectuer les intégrations données à l’Article 6. D'autres
méthodes peuvent être utilisées si elles sont au moins aussi précises que la méthode
suivante. Au lieu de replier les données, par exemple, un calcul du diamètre du champ de
mode séparé pour les ensembles de données angulaires positifs et négatifs peut être effectué
et moyenné en vue du résultat final.
a) Replier les données de puissance de rayonnement en champ lointain
Soit P(θ ) la puissance mesurée comme une fonction de position angulaire, θ indexé par i.
i i
La courbe de puissance repliée, P (θ ), pour 0 ≤ θ ≤ θ est:
f i i max
P(θ ) + P(−θ )
i i
P (θ ) = (A.1)
f i
Si les données en champ lointain ne sont pas centrées autour de θ = 0, alors les données
autour de ce point provoqueront des erreurs. Le tableau ci-dessous présente des
estimations de l'erreur résultant du pliage autour de θ = 0 de données non centrées.
Centre de l’erreur Erreur de A
eff
de symétrie
μm
degrés
0 0,0 %
0,2 –0,4 %
0,4 –1,7 %
Pour éviter cette erreur de pliage, les données de champ lointain peuvent être pliées
autour du centroïde du diagramme de champ lointain.
Calculer le centroïde de la région de crête des données de champ lointain par l'équation
suivante:
θdroite
∫ θ ⋅ P()θ dθ
i
θgauche
θ =
centroïde
θdroite
(A.2)
∫ P()θ dθ
i
θgauche
où
θ est l'angle qui correspond au point de données de gauche (θ négatif) égal
gauche
à 10 % de la puissance de crête;

TR 62284  IEC:2003 – 19 –
A.2 Procedure
a) Prepare the test fibre
b) Prepare the test fibre and align it in the system so the power on the centred detector (angle
θ = 0) is maximum
c) Scan the detector
d) Scan the detector over the arc radius specified in A.1.2, in increments of equal angle. For
each position, θ , record the detected power, P()θ . The maximum d
...