一、光時域反射計的組成結構有哪些

光時域反(fan)射計簡稱otdr，是通過(guo)對測量曲線的分(fen)(fen)析，了解(jie)光纖(xian)的均勻性(xing)、缺(que)陷、斷(duan)裂、接頭耦合(he)等若干性(xing)能(neng)的儀器(qi)，它的結構(gou)一般由以下幾部分(fen)(fen)組成(cheng)：

1、脈沖發生器：產生所(suo)需要的(de)規則的(de)電脈沖信號(hao)。

2、光源：將電信號轉換(huan)成光信號，即將脈沖(chong)發生(sheng)器產生(sheng)的電脈沖(chong)轉換(huan)為光脈沖(chong)進行測試使(shi)用(yong)。

3、光定向耦合器：使光按照規定的特定方(fang)向輸出(chu)/輸入(ru)。

4、光纖連接器：將光時域反射計(ji)與被(bei)測光纖(xian)相連接(jie)。

5、光電檢測器：將(jiang)光(guang)信(xin)號(hao)(hao)轉換(huan)成電信(xin)號(hao)(hao)，即將(jiang)經(jing)光(guang)定向耦合器傳來的背向散射光(guang)轉換(huan)成電信(xin)號(hao)(hao)。

6、放大器：將光(guang)電(dian)檢測(ce)器轉換(huan)的(de)微弱電(dian)信號(hao)進行放大，以便(bian)處理。

7、信號處理器：對由背向散射光轉換(huan)的(de)含有光纖特性的(de)電信號(hao)進行平均化處理。

8、顯示器：將處(chu)理(li)后的結果顯示出來。

9、內部主時鐘：一方(fang)面是為脈(mo)沖(chong)產(chan)生器提供(gong)時鐘，使(shi)其(qi)有頻(pin)率(lv)(lv)地產(chan)生電脈(mo)沖(chong)信號(hao)；另(ling)一方(fang)面是為信號(hao)處理器提供(gong)工作頻(pin)率(lv)(lv)，使(shi)其(qi)處理頻(pin)率(lv)(lv)與脈(mo)沖(chong)頻(pin)率(lv)(lv)保持同步。

二、光時域反射儀工作原理是什么

光(guang)時(shi)域反(fan)射儀是根(gen)據光(guang)的后向散(san)射與菲涅耳反(fan)射原(yuan)理制作而(er)成的：

1、后向散射原理

在兩個(ge)(ge)均勻介質的(de)(de)(de)分界面(mian)上，當電磁波從(cong)一(yi)個(ge)(ge)介質中(zhong)入(ru)射(she)(she)(she)(she)(she)時(shi)，會在分界面(mian)上產生散射(she)(she)(she)(she)(she)，這(zhe)種散射(she)(she)(she)(she)(she)叫做(zuo)表面(mian)散射(she)(she)(she)(she)(she)。在表面(mian)散射(she)(she)(she)(she)(she)中(zhong)，散射(she)(she)(she)(she)(she)面(mian)的(de)(de)(de)粗糙度是(shi)非常重(zhong)要的(de)(de)(de)，所(suo)(suo)以在不是(shi)鏡面(mian)的(de)(de)(de)情況下必須(xu)使(shi)用能夠(gou)計(ji)(ji)算(suan)的(de)(de)(de)量來(lai)衡量。通常散射(she)(she)(she)(she)(she)截(jie)面(mian)積是(shi)入(ru)射(she)(she)(she)(she)(she)方(fang)向和散射(she)(she)(she)(she)(she)方(fang)向的(de)(de)(de)函數(shu)，而在合成孔(kong)徑雷達及散射(she)(she)(she)(she)(she)計(ji)(ji)等遙感(gan)器(qi)中(zhong)，所(suo)(suo)觀測的(de)(de)(de)散射(she)(she)(she)(she)(she)波的(de)(de)(de)方(fang)向是(shi)入(ru)射(she)(she)(she)(she)(she)方(fang)向，這(zhe)個(ge)(ge)方(fang)向上的(de)(de)(de)散射(she)(she)(she)(she)(she)就稱作(zuo)后向散射(she)(she)(she)(she)(she)。

2、菲涅爾反射

光源和接受屏(ping)或二(er)者(zhe)之(zhi)一距(ju)離(li)反射(she)屏(ping)為(wei)有限遠時(shi)，所(suo)觀察到(dao)的反射(she)為(wei)菲涅(nie)爾反射(she)。

OTDR使用(yong)瑞利(li)(li)散(san)(san)射(she)和菲(fei)涅耳(er)(er)反(fan)(fan)射(she)來表征光(guang)(guang)纖的(de)(de)(de)特性(xing)：OTDR測(ce)量(liang)回到OTDR端(duan)口(kou)的(de)(de)(de)一(yi)部分散(san)(san)射(she)光(guang)(guang)，這(zhe)(zhe)些背(bei)向散(san)(san)射(she)信號表明了(le)由光(guang)(guang)纖而(er)導致的(de)(de)(de)衰減（損耗(hao)/距離(li)）程度，形成(cheng)的(de)(de)(de)軌跡是(shi)一(yi)條(tiao)向下的(de)(de)(de)曲線，它說(shuo)明了(le)背(bei)向散(san)(san)射(she)的(de)(de)(de)功率(lv)不斷(duan)減小，這(zhe)(zhe)是(shi)由于經過一(yi)段(duan)距離(li)的(de)(de)(de)傳輸后(hou)發射(she)和背(bei)向散(san)(san)射(she)的(de)(de)(de)信號都是(shi)有所(suo)損耗(hao)的(de)(de)(de)。菲(fei)涅耳(er)(er)反(fan)(fan)射(she)是(shi)離(li)散(san)(san)的(de)(de)(de)反(fan)(fan)射(she)，它是(shi)由整條(tiao)光(guang)(guang)纖中的(de)(de)(de)個別點(dian)(dian)而(er)引(yin)起的(de)(de)(de)，這(zhe)(zhe)些點(dian)(dian)是(shi)由造成(cheng)反(fan)(fan)向系(xi)數改變的(de)(de)(de)因素組成(cheng)，如玻璃(li)與空(kong)氣的(de)(de)(de)間隙。在這(zhe)(zhe)些點(dian)(dian)上，會有很強的(de)(de)(de)背(bei)向散(san)(san)射(she)光(guang)(guang)被(bei)反(fan)(fan)射(she)回來。因此(ci)，OTDR就是(shi)利(li)(li)用(yong)菲(fei)涅耳(er)(er)反(fan)(fan)射(she)的(de)(de)(de)信息來定位(wei)連(lian)接點(dian)(dian)、光(guang)(guang)纖終端(duan)或斷(duan)點(dian)(dian)。

三、光時域反射儀的工作過程

OTDR工作過程(cheng)如下：

機器(qi)(qi)(qi)(qi)內的(de)(de)脈(mo)沖(chong)發(fa)生(sheng)器(qi)(qi)(qi)(qi)產(chan)(chan)生(sheng)脈(mo)沖(chong)，驅動半導(dao)體激光(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)(qi)發(fa)出光(guang)(guang)(guang)(guang)脈(mo)沖(chong)，入射(she)到(dao)被測光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)中(zhong)，將返回來的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)信(xin)號(hao)利(li)用光(guang)(guang)(guang)(guang)定向(xiang)耦(ou)合(he)器(qi)(qi)(qi)(qi)分離(li)取(qu)出后，在光(guang)(guang)(guang)(guang)接(jie)收裝(zhuang)置中(zhong)（光(guang)(guang)(guang)(guang)電檢測器(qi)(qi)(qi)(qi)）變成(cheng)電信(xin)號(hao)，經(jing)過放大(da)和(he)(he)平(ping)均處理(li)饋送到(dao)顯示器(qi)(qi)(qi)(qi)，對波形(xing)進行顯示。當光(guang)(guang)(guang)(guang)脈(mo)沖(chong)在光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)內傳輸時(shi)(shi)，會由于光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)本身的(de)(de)性質(zhi)，連(lian)接(jie)器(qi)(qi)(qi)(qi)結合(he)點，彎曲或(huo)(huo)其(qi)他(ta)類(lei)似的(de)(de)事件而產(chan)(chan)生(sheng)散(san)射(she)、反射(she)，其(qi)中(zhong)一部分的(de)(de)散(san)射(she)和(he)(he)反射(she)就(jiu)會返回到(dao) OTDR中(zhong)。返回的(de)(de)有用信(xin)息由OTDR的(de)(de)探測器(qi)(qi)(qi)(qi)來測量(liang)，它們就(jiu)作為光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)內不同位(wei)置上(shang)的(de)(de)時(shi)(shi)間(jian)(jian)或(huo)(huo)曲線片斷。首先(xian)測量(liang)從(cong)發(fa)射(she)信(xin)號(hao)到(dao)返回信(xin)號(hao)所用的(de)(de)時(shi)(shi)間(jian)(jian)，再(zai)確定光(guang)(guang)(guang)(guang)在光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)中(zhong)的(de)(de)速(su)度，就(jiu)可(ke)以(yi)計(ji)算出距離(li)，即(ji)

d=（c×t）/2（IOR）

式中(zhong) c——光(guang)在真空中(zhong)的速度(du)；

t——信號(hao)發射后到接收到信號(hao)（雙(shuang)程(cheng)）的總時(shi)間（兩值相乘(cheng)除(chu)以2后就是單程(cheng)的距離）；

IOR——折射率。