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C 6187-1 : 2016
uλt : 波長不確かさ
k : 包含係数
Dt0 : 標準試験条件におけるかたより
m
1
( 泰
1i 0)
mi1
λ0 : 基準波長
λ1i : 被試験器のi回目の測定における指示値
m : 測定回数(回)
ut0 : 標準試験条件における不確かさ
usx2 2
uct
usx : 光源波長の標準不確かさ
uct : 測定値のばらつきの標準偏差
m
1 2
1i ( 0 Dt0 )
m 1 i1
utj : 各動作条件に対する不確かさの寄与
j : 各動作条件に対する添字
p : 動作条件の数
かたより補正ができる場合は,式(1)及び式(2)の第1項を除いてよい。
注記1 かたより補正を行う場合,式(1)及び式(2)で与えられる誤差の限界値の区間は拡張不確かさと
同じになる(6.3参照)。正規分布において,約95 %の信頼の水準に対してはk=2となる。
約99 %の信頼の水準を選択する場合,k=3となる。このkの値は,ある条件の下で有効なも
のとなる(ISO/IEC Guide 98-3:2008参照)。これらの条件を満たさない場合,より大きい包
含係数を,これらの信頼の水準を達成するために用いることが望ましい。
注記2 Dt0は各被試験器ごとに固有の値をもつ。同一光波長計製品群の仕様値として確度を評価する
場合は,誤差の限界値を式(3)によって算出してもよい。
p
t
k uλt ut02
k uD2 t0 ut2j (3)
j 1
ここに, εt : 動作誤差の限界値
uλt : 波長不確かさ
k : 包含係数
uDt0 : 標準試験条件におけるかたよりに起因する不確かさ
ut0 : 標準試験条件における不確かさ
utj : 各動作条件に対する不確かさの寄与
j : 各動作条件に対する添字
p : 動作条件の数
uDt0は,複数台の被試験器について標準試験条件におけるかたよりDt0, lを測定し,例えば,
式(4)のように算出できる。
maxl D,0tl
uD0t (4)
3
ここに, Dt0, l : 各被試験器に対する標準試験条件におけるかたより
l : 被試験器の識別番号
ただし,測定する被試験器の台数が少ない場合は,式(4)では過小評価になることがある。
uDt0が他の不確かさ要因と比べて支配的な場合は,十分に注意することが望ましい。
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C 6187-1 : 2016
注記3 誤差の限界値は,基準波長λ0で除することによって相対値として表記してもよい。このとき,
適宜ppmなどの単位を用いてもよい。
6.3 波長不確かさの算出方法
波長の不確かさは,標準試験条件,及び各動作条件に対する確度試験で得た不確かさの寄与に基づいて
算出する(附属書Aを参照)。不確かさは,被試験器の指示値についてかたよりを補正した結果に対して
だけ有効となる点に注意する。合成標準不確かさは,式(5)によって算出する。
p
2 2
uλt ut0 utj (5)
j 1
ここに, uλt : 合成標準不確かさ
ut0 : 標準試験条件における不確かさ
utj : 各動作条件に対する不確かさの寄与
j : 各動作条件に対する添字
p : 動作条件の数
拡張不確かさは,式(6)によって算出する。
U (6)
k uλt
ここに, U : 拡張不確かさ
k : 包含係数
uλt : 合成標準不確かさ
約95 %の信頼の水準に対してはk=2となる。約99 %の信頼の水準を選択する場合,k=3となる。この
kの値は,ある条件の下で有効なものとなる(ISO/IEC Guide 98-3:2008参照)。これらの条件を満たさない
場合,より大きい包含係数を,これらの信頼の水準を達成するために用いることが望ましい。
7 波長確度(不確かさ)試験
7.1 波長確度(不確かさ)試験の概要
波長確度(不確かさ)を決める要因は,被試験器の標準試験条件下での波長かたより及び標準不確かさ,
並びに各動作条件に対する波長確度(不確かさ)試験(波長依存特性,パワーレベル依存特性,温度依存
特性及び変調周波数依存特性)によって求められる標準不確かさである。波長の合成標準不確かさは,標
準試験条件下での標準不確かさ及び各動作条件に対する標準不確かさを式(5)に代入して求める。ただし,
CW光を対象とする場合は,変調周波数依存特性による標準不確かさは含めない。
7.2 標準試験条件における波長確度(不確かさ)試験
図2に標準試験条件における波長確度(不確かさ)試験の試験系を示す。
図2−標準試験条件における波長確度(不確かさ)試験の試験系
標準試験条件における波長確度(不確かさ)試験の装置及び試験手順は,次による。
a) 装置 装置は,次による。
1) 基準光源 国家標準に対してトレーサビリティをもつ光源,又は波長及びその不確かさがMise en
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pratique: Recommended values of standard frequenciesなどの勧告によって与えられている光源を用
いる。波長安定度が被試験器に内蔵されている光源の安定度より十分高く,かつ,被試験器に定め
られている分解能より十分狭いスペクトル線幅をもち,単一スペクトルで発光している光源を用い
る。表1に基準光源として用いることができる安定化光源の例を示す。ただし,被試験器に定めら
れている場合は,その光源を使用する。
表1−基準光源として用いることができる安定化光源の例
基準光源 真空中の波長 光周波数 相対標準不確かさ
nm THz
未安定化He-Neレーザ 632.990 8 473.612 7 1.5×10−6
127I2 R(127) 成分安定化He-Neレーザ
632.991 212 579 473.612 353 604 2.1×10−11
127I2 R(56) 安定化Nd:YAGレーザ
532.245 036 104 563.260 223 513 8.9×10−12
13C2H2 P(16) (ν1+ν3) 安定化レーザ
1 542.383 712 38 194.369 569 384 2.6×10−11
b) 試験手順 試験は,次の手順で行う。
1) 図2の試験系で,光源の波長λ0に対して,被試験器の指示値を測定する。
2) この測定を10回以上(m回)繰り返して行い,i回目の測定結果をλ1iとする。
3) 被試験器の標準試験条件におけるかたよりDt0は,次の式(7)によって求める。
m
1
Dt0 泰
1i 0 (7)
mi1
4) 被試験器の標準試験条件における標準波長不確かさut0は,次の式(8)によって求める。
2 2
ut0 usx uct (8)
ここに, usx : 光源の波長の標準不確かさ
uct : 測定値λ1iに対する標準偏差の推定値,ただし,
m
1 2
uct 1i ( 0 Dt0 ) (9)
m 1 i1
光源の波長の不確かさが測定値λ1iに対する標準偏差の推定値に対して十分に小さい(10分の1
以下)場合は,光源の波長の不確かさusxは無視してもよい。
7.3 動作条件における波長確度(不確かさ)試験
7.3.1 動作条件における波長確度(不確かさ)の要因
動作条件において波長確度(不確かさ)に寄与する要因として,次の4項目による不確かさを考える。
a) 波長依存特性
b) パワーレベル依存特性
c) 温度依存特性
d) 変調周波数依存特性
7.3.2 波長依存特性
図3に波長依存特性の試験系を示す。試験は,標準試験条件で行う。
――――― [JIS C 6187-1 pdf 8] ―――――
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C 6187-1 : 2016
図3−波長依存特性の試験系
波長依存特性の試験における装置及び試験手順は,次による。
a) 装置 装置は,次による。
1) 光源 スペクトル線幅が被試験器に定められている値より十分狭く,かつ,波長安定度及び光出力
安定度が被試験器に内蔵されている光源の安定度より十分高く,被試験器の試験波長範囲で必要な
パワーレベルが得られる光源を用いる。光源は,単一スペクトルで発光するものとする。表1に示
す光源のほか,JIS C 6187-2の附属書E(原子及び分子基準遷移)及び附属書F(基準ロックレー
ザ例)に,推奨する遷移及び光源の例を示す。
b) 試験手順 試験は,次の手順で行う。
1) 図3の試験系において,被試験器の試験対象となる波長範囲の両端付近の波長を含み,なるべく均
等に配置するよう選定したn個の波長(λ01,λ02,...,λ0n)をもつ光源のセットを用意する。
2) 被試験器に波長λ0i(i=1,2,...,n)の光源からの光を入射し,被試験器の指示値λ1iを読み取る。
なお,必要な場合,この測定をm回繰り返し,得た指示値の平均値をλ1iとする。
3) 得た指示値λ1iを,標準試験条件におけるかたよりの補正をした上で,差分D(λ0i)を次の式(10)によ
って求める。
0)
D( i 1i D0t 0i (10)
4) 用意したn個の波長全てについて2)3)の測定を行い,得たD(λ0i)(i=1,2,...,n)の最大値Dmax(λ)
及び最小値Dmin(λ)を求める。
5) 波長依存特性に基づく不確かさut(λ)を,次の式(11)で求める。
max Dmax ( )
,) min (
ut (11)
3
なお,3)で求められる各差分D(λ0i)の値は,測定のばらつきによる不確かさを伴っており,その大き
さuDλは次の式(12)で表される。
ut0
uD (12)
m
したがって,不確かさut(λ)を正しく求めるためには,得たut(λ)に対してuDλが十分小さい(10分の
1以下)値となるように,平均化回数mの値を選定する。
7.3.3 パワーレベル依存特性
図4にパワーレベル依存特性の試験系を示す。試験は,標準試験条件で行う。
――――― [JIS C 6187-1 pdf 9] ―――――
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C 6187-1 : 2016
図4−パワーレベル依存特性の試験系
パワーレベル依存特性の試験における装置及び試験手順は,次による。
a) 装置 試験は,次による。
1) 光源 波長安定度が被試験器に内蔵されている光源の安定度より十分高く,かつ,被試験器の試験
波長範囲内で必要なパワーレベルが安定して得られる光源を用いる。光源は,被試験器に定められ
ている分解能より十分狭いスペクトル線幅をもち,単一スペクトルで発光するものとする。
2) 可変光減衰器 被試験器への入射パワーレベルを試験範囲で変化させられる可変光減衰器を用いる。
3) 光パワーメータ 標準試験条件で次のいずれかによって,校正した光パワーメータを用いる(JIS C
6186に従って校正したものが望ましい。)。
3.1) 認定校正機関又は民間の校正期間が校正したもの。
3.2) 3.1)を基に,製造業者などが校正したもの。
b) 試験手順 試験は,次の手順で行う。
1) 被試験器に定められた測定レベル範囲の上限及び下限を含む5点以上で,かつ,近接する測定レベ
ル差が10 dB以内で均等分割されているパワーレベルP1,P2,...,Pnを選定する。
2) 図4の試験系で光源の波長をλ0とし,パワーレベルを,1)で定めたうちの一つのPi(i=1,2,...,
n)に設定して,被試験器の指示値λ1iを読み取る。
なお,必要な場合,この測定をm回繰り返し,得た指示値の平均値をλ1iとする。
3) 得た指示値λ1iを,標準試験条件におけるかたよりの補正をした上で,差分D(Pi)を次の式(13)によっ
て求める。
D(Pi) 1i D0t 0 (13)
4) 設定したn個のパワーレベル全てについて2)3)の測定を行い,得たD(Pi)(i=1,2,...,n)の最
大値Dmax(P)及び最小値Dmin(P)を求める。
5) パワーレベル依存特性に基づく不確かさut(P)を,次の式(14)で求める。
max Dmax (P,) min (P)
ut P (14)
3
なお,3)で求められる各差分D(Pi)の値は,測定のばらつきによる不確かさを伴っており,その大き
さuDPは次の式(15)で表される。
ut0
uDP (15)
m
したがって,不確かさut(P)を正しく求めるためには,得たut(P)に対してuDPが十分小さい(10分の
1以下)値となるように,平均化回数mの値を選定する。
――――― [JIS C 6187-1 pdf 10] ―――――
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JIS C 6187-1:2016の国際規格 ICS 分類一覧
- 33 : 電気通信工学.オーディオ及びビデオ工学 > 33.180 : 光ファイバ通信 > 33.180.30 : 光増幅器
JIS C 6187-1:2016の関連規格と引用規格一覧
- 規格番号
- 規格名称
- JISC1002:1975
- 電子測定器用語
- JISC60068-2-31:2013
- 環境試験方法―電気・電子―第2-31部:落下試験及び転倒試験方法(試験記号:Ec)
- JISC60068-2-6:2010
- 環境試験方法―電気・電子―第2-6部:正弦波振動試験方法(試験記号:Fc)
- JISC6187-2:2014
- 光波長計―第2部:校正方法
- JISC6830:1998
- 光ファイバコード
- JISC6831:2001
- 光ファイバ心線
- JISC6835:2017
- 石英系シングルモード光ファイバ素線
- JISQ17025:2018
- 試験所及び校正機関の能力に関する一般要求事項
- JISZ8103:2019
- 計測用語
- JISZ8120:2001
- 光学用語