一、光時域反射計的組成結構有哪些

光(guang)時域反射計簡(jian)稱(cheng)otdr，是(shi)通過對測(ce)量(liang)曲線的(de)分析(xi)，了解光(guang)纖的(de)均(jun)勻(yun)性、缺陷、斷(duan)裂、接頭耦合等若(ruo)干(gan)性能的(de)儀器，它的(de)結構一(yi)般由(you)以下幾(ji)部分組成(cheng)：

1、脈沖發生器：產生所需(xu)要的(de)規(gui)則的(de)電脈沖信號。

2、光源：將電信號(hao)轉換(huan)成光信號(hao)，即將脈(mo)(mo)沖(chong)發生器產(chan)生的電脈(mo)(mo)沖(chong)轉換(huan)為(wei)光脈(mo)(mo)沖(chong)進(jin)行(xing)測試使用。

3、光定向耦合器：使(shi)光按照(zhao)規(gui)定的(de)特定方向輸出/輸入。

4、光纖連接器：將光時域反射計(ji)與被(bei)測光纖相連接。

5、光電檢測器：將光(guang)信號轉換成電信號，即將經光(guang)定(ding)向耦合器傳來的(de)背向散射光(guang)轉換成電信號。

6、放大器：將光(guang)電(dian)檢測器轉(zhuan)換的微弱(ruo)電(dian)信號進行(xing)放大，以便處(chu)理。

7、信號處理器：對由背向散射(she)光轉換的(de)含有光纖(xian)特性(xing)的(de)電信號進行平均化處理(li)。

8、顯示器：將處理后的結果顯示(shi)出來。

9、內部主時鐘：一方(fang)面是(shi)為(wei)脈(mo)沖(chong)產生器(qi)提(ti)供(gong)時鐘，使其有頻(pin)率(lv)地(di)產生電脈(mo)沖(chong)信號；另一方(fang)面是(shi)為(wei)信號處理(li)(li)器(qi)提(ti)供(gong)工作(zuo)頻(pin)率(lv)，使其處理(li)(li)頻(pin)率(lv)與脈(mo)沖(chong)頻(pin)率(lv)保(bao)持同(tong)步。

二、光時域反射儀工作原理是什么

光時域(yu)反射(she)儀是根據光的(de)后向散射(she)與菲涅耳反射(she)原理(li)制作而成(cheng)的(de)：

1、后向散射原理

在(zai)兩個(ge)均(jun)勻介質的(de)(de)分(fen)界(jie)面(mian)上，當電磁波從一(yi)個(ge)介質中入射(she)時，會在(zai)分(fen)界(jie)面(mian)上產生散(san)(san)(san)射(she)，這(zhe)種散(san)(san)(san)射(she)叫做(zuo)表面(mian)散(san)(san)(san)射(she)。在(zai)表面(mian)散(san)(san)(san)射(she)中，散(san)(san)(san)射(she)面(mian)的(de)(de)粗糙度是非常(chang)重要的(de)(de)，所以在(zai)不是鏡面(mian)的(de)(de)情況下必須(xu)使用能夠計算的(de)(de)量來衡量。通常(chang)散(san)(san)(san)射(she)截面(mian)積是入射(she)方向(xiang)和散(san)(san)(san)射(she)方向(xiang)的(de)(de)函數，而(er)在(zai)合成(cheng)孔徑雷達及散(san)(san)(san)射(she)計等遙感器(qi)中，所觀測的(de)(de)散(san)(san)(san)射(she)波的(de)(de)方向(xiang)是入射(she)方向(xiang)，這(zhe)個(ge)方向(xiang)上的(de)(de)散(san)(san)(san)射(she)就稱作后向(xiang)散(san)(san)(san)射(she)。

2、菲涅爾反射

光源和(he)接(jie)受屏或二者之一(yi)距離反射(she)屏為(wei)有限遠時，所觀察到的反射(she)為(wei)菲涅爾反射(she)。

OTDR使(shi)用瑞利(li)散(san)(san)射(she)(she)(she)和菲(fei)涅(nie)耳反(fan)射(she)(she)(she)來表征光纖(xian)的(de)(de)特(te)性：OTDR測量回(hui)到OTDR端口(kou)的(de)(de)一部(bu)分散(san)(san)射(she)(she)(she)光，這(zhe)些背(bei)向散(san)(san)射(she)(she)(she)信號(hao)表明(ming)了由(you)光纖(xian)而(er)導致的(de)(de)衰減（損耗/距離(li)(li)）程度，形(xing)成的(de)(de)軌(gui)跡是(shi)一條向下的(de)(de)曲線，它說明(ming)了背(bei)向散(san)(san)射(she)(she)(she)的(de)(de)功率不(bu)斷(duan)減小，這(zhe)是(shi)由(you)于經過一段(duan)距離(li)(li)的(de)(de)傳輸后發(fa)射(she)(she)(she)和背(bei)向散(san)(san)射(she)(she)(she)的(de)(de)信號(hao)都是(shi)有所損耗的(de)(de)。菲(fei)涅(nie)耳反(fan)射(she)(she)(she)是(shi)離(li)(li)散(san)(san)的(de)(de)反(fan)射(she)(she)(she)，它是(shi)由(you)整條光纖(xian)中的(de)(de)個別點(dian)而(er)引起(qi)的(de)(de)，這(zhe)些點(dian)是(shi)由(you)造成反(fan)向系數改變(bian)的(de)(de)因素組(zu)成，如玻璃與空氣的(de)(de)間隙。在(zai)這(zhe)些點(dian)上，會有很強的(de)(de)背(bei)向散(san)(san)射(she)(she)(she)光被(bei)反(fan)射(she)(she)(she)回(hui)來。因此，OTDR就是(shi)利(li)用菲(fei)涅(nie)耳反(fan)射(she)(she)(she)的(de)(de)信息來定位連(lian)接(jie)點(dian)、光纖(xian)終端或(huo)斷(duan)點(dian)。

三、光時域反射儀的工作過程

OTDR工作(zuo)過程如下：

機(ji)器(qi)內的脈沖(chong)發生(sheng)(sheng)(sheng)器(qi)產生(sheng)(sheng)(sheng)脈沖(chong)，驅動半(ban)導體激光(guang)(guang)(guang)器(qi)發出光(guang)(guang)(guang)脈沖(chong)，入射(she)到(dao)被測(ce)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)中(zhong)(zhong)(zhong)，將返(fan)回(hui)來(lai)的光(guang)(guang)(guang)信(xin)號利用光(guang)(guang)(guang)定向耦合器(qi)分(fen)離取出后，在光(guang)(guang)(guang)接(jie)收裝置中(zhong)(zhong)(zhong)（光(guang)(guang)(guang)電(dian)檢測(ce)器(qi)）變(bian)成(cheng)電(dian)信(xin)號，經過(guo)放(fang)大和(he)平均處理饋送到(dao)顯示器(qi)，對波(bo)形進行顯示。當光(guang)(guang)(guang)脈沖(chong)在光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)內傳輸時(shi)，會由(you)于光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)本身的性(xing)質，連接(jie)器(qi)結合點，彎曲(qu)或(huo)其(qi)他類似的事(shi)件而產生(sheng)(sheng)(sheng)散射(she)、反(fan)射(she)，其(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)一部分(fen)的散射(she)和(he)反(fan)射(she)就會返(fan)回(hui)到(dao) OTDR中(zhong)(zhong)(zhong)。返(fan)回(hui)的有用信(xin)息由(you)OTDR的探測(ce)器(qi)來(lai)測(ce)量，它們就作為光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)內不同位置上的時(shi)間或(huo)曲(qu)線片斷。首先測(ce)量從(cong)發射(she)信(xin)號到(dao)返(fan)回(hui)信(xin)號所用的時(shi)間，再確定光(guang)(guang)(guang)在光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)中(zhong)(zhong)(zhong)的速度，就可以計(ji)算(suan)出距離，即

d=（c×t）/2（IOR）

式中 c——光在真空中的速(su)度；

t——信(xin)號發射后到(dao)接收到(dao)信(xin)號（雙程）的總時(shi)間（兩值(zhi)相乘除以(yi)2后就(jiu)是單程的距離）；

IOR——折射率。