一、光時域反射計的組成結構有哪些

光(guang)時域反射(she)計簡稱otdr，是通(tong)過對(dui)測量曲線的(de)(de)分(fen)析(xi)，了(le)解光(guang)纖的(de)(de)均勻(yun)性(xing)、缺陷、斷裂、接頭耦合等若(ruo)干性(xing)能的(de)(de)儀器，它的(de)(de)結構一般由以下(xia)幾部分(fen)組成：

1、脈沖發生器：產生所(suo)需要的規(gui)則的電脈沖信號。

2、光源：將(jiang)電(dian)信號(hao)(hao)轉(zhuan)(zhuan)換(huan)成光信號(hao)(hao)，即將(jiang)脈(mo)沖(chong)發生(sheng)(sheng)器產生(sheng)(sheng)的電(dian)脈(mo)沖(chong)轉(zhuan)(zhuan)換(huan)為光脈(mo)沖(chong)進行測試(shi)使用。

3、光定向耦合器：使(shi)光按照規定(ding)的特定(ding)方向輸出/輸入。

4、光纖連接器：將光(guang)時域(yu)反(fan)射(she)計與(yu)被測光(guang)纖相連接。

5、光電檢測器：將(jiang)光(guang)信號(hao)轉換成電信號(hao)，即將(jiang)經(jing)光(guang)定向(xiang)(xiang)耦合器傳來的(de)背向(xiang)(xiang)散射(she)光(guang)轉換成電信號(hao)。

6、放大器：將光電檢測器轉(zhuan)換(huan)的微弱電信號進行放大，以便(bian)處(chu)理。

7、信號處理器：對由(you)背向散射(she)光轉換(huan)的含有光纖特性(xing)的電信號進行平(ping)均化處(chu)理。

8、顯示器：將(jiang)處理后(hou)的結果顯示出來。

9、內部主時鐘：一方(fang)(fang)面(mian)是為脈沖產(chan)生(sheng)器提(ti)供時鐘，使其有(you)頻(pin)率地產(chan)生(sheng)電(dian)脈沖信(xin)號；另(ling)一方(fang)(fang)面(mian)是為信(xin)號處(chu)理(li)器提(ti)供工作頻(pin)率，使其處(chu)理(li)頻(pin)率與脈沖頻(pin)率保持同步。

二、光時域反射儀工作原理是什么

光(guang)時(shi)域反射(she)儀是根據(ju)光(guang)的(de)后(hou)向散(san)射(she)與(yu)菲涅耳反射(she)原理制作而成的(de)：

1、后向散射原理

在(zai)兩個(ge)均勻介(jie)(jie)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)分界面(mian)上(shang)，當電磁(ci)波從一個(ge)介(jie)(jie)質(zhi)中入(ru)(ru)射(she)時(shi)，會在(zai)分界面(mian)上(shang)產生散(san)(san)射(she)，這種散(san)(san)射(she)叫(jiao)做表面(mian)散(san)(san)射(she)。在(zai)表面(mian)散(san)(san)射(she)中，散(san)(san)射(she)面(mian)的(de)(de)(de)(de)粗糙度(du)是(shi)非常(chang)重要的(de)(de)(de)(de)，所以在(zai)不是(shi)鏡面(mian)的(de)(de)(de)(de)情況下必須使用能夠計算的(de)(de)(de)(de)量來衡量。通常(chang)散(san)(san)射(she)截面(mian)積是(shi)入(ru)(ru)射(she)方向(xiang)和散(san)(san)射(she)方向(xiang)的(de)(de)(de)(de)函數，而在(zai)合成孔徑雷達及(ji)散(san)(san)射(she)計等遙感(gan)器(qi)中，所觀測的(de)(de)(de)(de)散(san)(san)射(she)波的(de)(de)(de)(de)方向(xiang)是(shi)入(ru)(ru)射(she)方向(xiang)，這個(ge)方向(xiang)上(shang)的(de)(de)(de)(de)散(san)(san)射(she)就稱作后向(xiang)散(san)(san)射(she)。

2、菲涅爾反射

光(guang)源(yuan)和(he)接受屏或二者之(zhi)一(yi)距離反(fan)射屏為有限遠時，所觀察(cha)到的反(fan)射為菲涅爾反(fan)射。

OTDR使用瑞利(li)散(san)(san)射(she)和(he)菲涅耳反(fan)射(she)來表征光(guang)(guang)(guang)纖(xian)的(de)(de)(de)(de)特性(xing)：OTDR測量回(hui)到OTDR端(duan)口的(de)(de)(de)(de)一部分散(san)(san)射(she)光(guang)(guang)(guang)，這些(xie)背(bei)(bei)(bei)向(xiang)散(san)(san)射(she)信號(hao)表明(ming)了由(you)(you)(you)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)而導致(zhi)的(de)(de)(de)(de)衰減（損(sun)耗(hao)/距(ju)離(li)）程度(du)，形成(cheng)的(de)(de)(de)(de)軌(gui)跡是(shi)一條(tiao)向(xiang)下的(de)(de)(de)(de)曲線，它說明(ming)了背(bei)(bei)(bei)向(xiang)散(san)(san)射(she)的(de)(de)(de)(de)功率不(bu)斷(duan)減小，這是(shi)由(you)(you)(you)于經過一段距(ju)離(li)的(de)(de)(de)(de)傳輸后發射(she)和(he)背(bei)(bei)(bei)向(xiang)散(san)(san)射(she)的(de)(de)(de)(de)信號(hao)都是(shi)有(you)所損(sun)耗(hao)的(de)(de)(de)(de)。菲涅耳反(fan)射(she)是(shi)離(li)散(san)(san)的(de)(de)(de)(de)反(fan)射(she)，它是(shi)由(you)(you)(you)整條(tiao)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)中的(de)(de)(de)(de)個別(bie)點(dian)(dian)(dian)而引起的(de)(de)(de)(de)，這些(xie)點(dian)(dian)(dian)是(shi)由(you)(you)(you)造成(cheng)反(fan)向(xiang)系數改變的(de)(de)(de)(de)因(yin)素組成(cheng)，如玻(bo)璃與(yu)空氣的(de)(de)(de)(de)間隙(xi)。在這些(xie)點(dian)(dian)(dian)上，會有(you)很(hen)強的(de)(de)(de)(de)背(bei)(bei)(bei)向(xiang)散(san)(san)射(she)光(guang)(guang)(guang)被反(fan)射(she)回(hui)來。因(yin)此，OTDR就是(shi)利(li)用菲涅耳反(fan)射(she)的(de)(de)(de)(de)信息來定(ding)位連接點(dian)(dian)(dian)、光(guang)(guang)(guang)纖(xian)終端(duan)或斷(duan)點(dian)(dian)(dian)。

三、光時域反射儀的工作過程

OTDR工作過程如下(xia)：

機器(qi)(qi)(qi)內(nei)的(de)(de)脈沖(chong)發(fa)生器(qi)(qi)(qi)產生脈沖(chong)，驅動半(ban)導體(ti)激光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)發(fa)出(chu)光(guang)(guang)(guang)脈沖(chong)，入(ru)射到(dao)被測(ce)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)中(zhong)(zhong)，將返回來(lai)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)信號利用光(guang)(guang)(guang)定(ding)向耦合器(qi)(qi)(qi)分離取出(chu)后(hou)，在(zai)光(guang)(guang)(guang)接(jie)收裝(zhuang)置(zhi)中(zhong)(zhong)（光(guang)(guang)(guang)電檢測(ce)器(qi)(qi)(qi)）變成(cheng)電信號，經(jing)過(guo)放大和平(ping)均處理饋送到(dao)顯(xian)示(shi)器(qi)(qi)(qi)，對波(bo)形(xing)進行顯(xian)示(shi)。當光(guang)(guang)(guang)脈沖(chong)在(zai)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)內(nei)傳(chuan)輸時，會(hui)由(you)于光(guang)(guang)(guang)纖(xian)本身的(de)(de)性(xing)質(zhi)，連(lian)接(jie)器(qi)(qi)(qi)結合點(dian)，彎曲或(huo)(huo)其(qi)(qi)他類似的(de)(de)事件而(er)產生散(san)射、反射，其(qi)(qi)中(zhong)(zhong)一部分的(de)(de)散(san)射和反射就(jiu)會(hui)返回到(dao) OTDR中(zhong)(zhong)。返回的(de)(de)有用信息由(you)OTDR的(de)(de)探測(ce)器(qi)(qi)(qi)來(lai)測(ce)量，它們就(jiu)作(zuo)為光(guang)(guang)(guang)纖(xian)內(nei)不同(tong)位(wei)置(zhi)上的(de)(de)時間(jian)或(huo)(huo)曲線片斷。首先測(ce)量從發(fa)射信號到(dao)返回信號所用的(de)(de)時間(jian)，再確定(ding)光(guang)(guang)(guang)在(zai)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)中(zhong)(zhong)的(de)(de)速度，就(jiu)可(ke)以計算出(chu)距(ju)離，即

d=（c×t）/2（IOR）

式中 c——光在真空中的速度；

t——信號發射后(hou)(hou)到接收到信號（雙程(cheng)）的總時間（兩值相乘除以2后(hou)(hou)就是單程(cheng)的距離）；

IOR——折射率。