一、光時域反射計的組成結構有哪些

光(guang)(guang)時域反射計簡稱otdr，是通過對測量曲線的(de)分(fen)析(xi)，了解光(guang)(guang)纖的(de)均勻性、缺陷、斷(duan)裂、接頭耦合等(deng)若干性能的(de)儀器，它(ta)的(de)結(jie)構一般由(you)以下幾(ji)部分(fen)組成：

1、脈沖發生器：產(chan)生所(suo)需要的規則的電(dian)脈沖信號。

2、光源：將電信(xin)號轉換成光(guang)信(xin)號，即(ji)將脈(mo)沖(chong)發(fa)生(sheng)器產生(sheng)的電脈(mo)沖(chong)轉換為光(guang)脈(mo)沖(chong)進行測試使用。

3、光定向耦合器：使光按照規定的特(te)定方向輸(shu)出/輸(shu)入。

4、光纖連接器：將光(guang)時(shi)域(yu)反(fan)射計(ji)與(yu)被(bei)測光(guang)纖相連(lian)接。

5、光電檢測器：將光(guang)信(xin)號(hao)轉換(huan)成電(dian)信(xin)號(hao)，即將經(jing)光(guang)定向(xiang)耦合器傳來的背向(xiang)散射(she)光(guang)轉換(huan)成電(dian)信(xin)號(hao)。

6、放大器：將光電檢測器轉(zhuan)換(huan)的微弱(ruo)電信號進(jin)行放大(da)，以便處理(li)。

7、信號處理器：對由背向散射(she)光轉換的含(han)有光纖特性的電信號進行平均化處理。

8、顯示器：將(jiang)處理后的(de)結果顯示(shi)出來(lai)。

9、內部主時鐘：一方(fang)面(mian)(mian)是為脈沖產生器提供(gong)時鐘(zhong)，使其(qi)有頻率(lv)(lv)地產生電脈沖信(xin)號(hao)；另(ling)一方(fang)面(mian)(mian)是為信(xin)號(hao)處(chu)理器提供(gong)工作(zuo)頻率(lv)(lv)，使其(qi)處(chu)理頻率(lv)(lv)與脈沖頻率(lv)(lv)保持同(tong)步。

二、光時域反射儀工作原理是什么

光(guang)時域反(fan)射儀是根據(ju)光(guang)的后向散射與菲(fei)涅耳反(fan)射原(yuan)理(li)制作(zuo)而成的：

1、后向散射原理

在兩個(ge)均勻(yun)介(jie)質(zhi)(zhi)的分(fen)(fen)界面(mian)(mian)上，當電(dian)磁(ci)波從(cong)一個(ge)介(jie)質(zhi)(zhi)中入(ru)射(she)(she)(she)(she)時，會(hui)在分(fen)(fen)界面(mian)(mian)上產(chan)生散(san)(san)射(she)(she)(she)(she)，這(zhe)種散(san)(san)射(she)(she)(she)(she)叫做表(biao)面(mian)(mian)散(san)(san)射(she)(she)(she)(she)。在表(biao)面(mian)(mian)散(san)(san)射(she)(she)(she)(she)中，散(san)(san)射(she)(she)(she)(she)面(mian)(mian)的粗(cu)糙(cao)度是非(fei)常(chang)(chang)重要(yao)的，所以在不是鏡面(mian)(mian)的情況下必(bi)須使用能(neng)夠計算(suan)的量(liang)來衡量(liang)。通常(chang)(chang)散(san)(san)射(she)(she)(she)(she)截面(mian)(mian)積是入(ru)射(she)(she)(she)(she)方(fang)向和散(san)(san)射(she)(she)(she)(she)方(fang)向的函數(shu)，而在合成孔徑(jing)雷達及散(san)(san)射(she)(she)(she)(she)計等遙感器中，所觀測的散(san)(san)射(she)(she)(she)(she)波的方(fang)向是入(ru)射(she)(she)(she)(she)方(fang)向，這(zhe)個(ge)方(fang)向上的散(san)(san)射(she)(she)(she)(she)就稱作后向散(san)(san)射(she)(she)(she)(she)。

2、菲涅爾反射

光源和接受屏或二者之一距(ju)離反(fan)射(she)屏為(wei)有限遠時(shi)，所觀察到(dao)的反(fan)射(she)為(wei)菲涅(nie)爾反(fan)射(she)。

OTDR使(shi)用瑞利散(san)(san)射(she)和(he)(he)菲涅耳反(fan)射(she)來(lai)表征(zheng)光纖(xian)的(de)特(te)性(xing)：OTDR測量回到OTDR端口(kou)的(de)一(yi)部分散(san)(san)射(she)光，這些背(bei)向散(san)(san)射(she)信號表明(ming)了由(you)(you)光纖(xian)而導致(zhi)的(de)衰(shuai)減（損(sun)耗(hao)/距離(li)）程(cheng)度，形成的(de)軌跡是(shi)一(yi)條向下的(de)曲(qu)線(xian)，它說(shuo)明(ming)了背(bei)向散(san)(san)射(she)的(de)功率不斷減小，這是(shi)由(you)(you)于經過一(yi)段距離(li)的(de)傳輸后發(fa)射(she)和(he)(he)背(bei)向散(san)(san)射(she)的(de)信號都(dou)是(shi)有(you)所損(sun)耗(hao)的(de)。菲涅耳反(fan)射(she)是(shi)離(li)散(san)(san)的(de)反(fan)射(she)，它是(shi)由(you)(you)整條光纖(xian)中的(de)個別(bie)點(dian)而引起的(de)，這些點(dian)是(shi)由(you)(you)造成反(fan)向系(xi)數改變的(de)因素組成，如(ru)玻璃(li)與空氣的(de)間隙。在(zai)這些點(dian)上，會有(you)很(hen)強的(de)背(bei)向散(san)(san)射(she)光被反(fan)射(she)回來(lai)。因此，OTDR就(jiu)是(shi)利用菲涅耳反(fan)射(she)的(de)信息來(lai)定(ding)位連接點(dian)、光纖(xian)終端或斷點(dian)。

三、光時域反射儀的工作過程

OTDR工作過程如下：

機(ji)器(qi)內(nei)的(de)(de)脈(mo)沖發生(sheng)器(qi)產(chan)生(sheng)脈(mo)沖，驅動(dong)半導體激(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)發出(chu)(chu)光(guang)(guang)(guang)脈(mo)沖，入射(she)(she)(she)到被測(ce)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)中，將返(fan)回(hui)來的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)信號利用(yong)光(guang)(guang)(guang)定(ding)向耦合器(qi)分離取出(chu)(chu)后，在光(guang)(guang)(guang)接收裝置(zhi)中（光(guang)(guang)(guang)電檢測(ce)器(qi)）變成電信號，經過放大和平均處理饋送到顯(xian)示(shi)器(qi)，對波(bo)形進(jin)行(xing)顯(xian)示(shi)。當光(guang)(guang)(guang)脈(mo)沖在光(guang)(guang)(guang)纖(xian)內(nei)傳輸時，會(hui)由于光(guang)(guang)(guang)纖(xian)本身的(de)(de)性質，連接器(qi)結合點，彎曲或(huo)其他類似的(de)(de)事件而產(chan)生(sheng)散(san)射(she)(she)(she)、反射(she)(she)(she)，其中一部(bu)分的(de)(de)散(san)射(she)(she)(she)和反射(she)(she)(she)就會(hui)返(fan)回(hui)到 OTDR中。返(fan)回(hui)的(de)(de)有用(yong)信息由OTDR的(de)(de)探測(ce)器(qi)來測(ce)量，它們(men)就作為光(guang)(guang)(guang)纖(xian)內(nei)不同位置(zhi)上的(de)(de)時間(jian)或(huo)曲線片斷。首(shou)先測(ce)量從發射(she)(she)(she)信號到返(fan)回(hui)信號所用(yong)的(de)(de)時間(jian)，再(zai)確定(ding)光(guang)(guang)(guang)在光(guang)(guang)(guang)纖(xian)中的(de)(de)速度，就可以(yi)計算出(chu)(chu)距離，即

d=（c×t）/2（IOR）

式中 c——光在真空中的速度；

t——信(xin)號發射后(hou)到接收到信(xin)號（雙(shuang)程）的(de)總時間（兩(liang)值相乘除以(yi)2后(hou)就是單(dan)程的(de)距離）；

IOR——折射率。