一、光時域反射計的組成結構有哪些

光(guang)時域反射計簡稱otdr，是通過(guo)對(dui)測量曲線的(de)分(fen)析，了解光(guang)纖的(de)均(jun)勻性(xing)、缺(que)陷(xian)、斷裂、接頭耦(ou)合等若(ruo)干性(xing)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(cheng)：

1、脈沖發生器：產生所(suo)需要的規則的電脈沖(chong)信號。

2、光源：將(jiang)電(dian)信號轉換成(cheng)光信號，即(ji)將(jiang)脈(mo)沖發生器(qi)產生的(de)電(dian)脈(mo)沖轉換為光脈(mo)沖進行測試使用。

3、光定向耦合器：使光按照規定的特定方向輸出(chu)/輸入。

4、光纖連接器：將光時(shi)域反(fan)射計(ji)與(yu)被(bei)測光纖相連接(jie)。

5、光電檢測器：將光信(xin)號(hao)轉換(huan)成(cheng)(cheng)電(dian)(dian)信(xin)號(hao)，即將經光定向耦合器傳來的背向散(san)射光轉換(huan)成(cheng)(cheng)電(dian)(dian)信(xin)號(hao)。

6、放大器：將光電檢(jian)測(ce)器轉換(huan)的微(wei)弱(ruo)電信號進行放大，以(yi)便處理(li)。

7、信號處理器：對由背(bei)向散(san)射光(guang)轉換的(de)含有光(guang)纖特性的(de)電信號進行平(ping)均化處理。

8、顯示器：將處理(li)后(hou)的結果顯示出來。

9、內部主時鐘：一(yi)方面是(shi)為(wei)脈沖產(chan)(chan)生(sheng)器提(ti)供(gong)時鐘，使(shi)其(qi)有頻(pin)率(lv)地產(chan)(chan)生(sheng)電脈沖信(xin)號(hao)；另一(yi)方面是(shi)為(wei)信(xin)號(hao)處理器提(ti)供(gong)工作頻(pin)率(lv)，使(shi)其(qi)處理頻(pin)率(lv)與脈沖頻(pin)率(lv)保持(chi)同步(bu)。

二、光時域反射儀工作原理是什么

光時域反射儀(yi)是根據(ju)光的后向散射與菲涅耳反射原理制作而成的：

1、后向散射原理

在(zai)兩個均勻介質(zhi)的(de)分界面上(shang)，當(dang)電磁波從一個介質(zhi)中(zhong)入射(she)時，會在(zai)分界面上(shang)產生散(san)(san)(san)射(she)，這(zhe)(zhe)種散(san)(san)(san)射(she)叫做表(biao)面散(san)(san)(san)射(she)。在(zai)表(biao)面散(san)(san)(san)射(she)中(zhong)，散(san)(san)(san)射(she)面的(de)粗糙度是非常重要的(de)，所以在(zai)不是鏡面的(de)情況下必須使用能夠(gou)計(ji)算的(de)量來衡量。通常散(san)(san)(san)射(she)截面積是入射(she)方向(xiang)和散(san)(san)(san)射(she)方向(xiang)的(de)函數，而在(zai)合成孔徑雷達及散(san)(san)(san)射(she)計(ji)等遙感器中(zhong)，所觀測的(de)散(san)(san)(san)射(she)波的(de)方向(xiang)是入射(she)方向(xiang)，這(zhe)(zhe)個方向(xiang)上(shang)的(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)接受屏或二者(zhe)之一距離(li)反射屏為有限遠時，所觀察到的反射為菲(fei)涅爾反射。

OTDR使(shi)用瑞利散(san)射(she)和菲(fei)涅(nie)耳反(fan)射(she)來表征光(guang)(guang)纖(xian)的(de)特性：OTDR測量回到OTDR端(duan)口的(de)一部(bu)分(fen)散(san)射(she)光(guang)(guang)，這(zhe)些背向(xiang)散(san)射(she)信(xin)號(hao)表明了由(you)光(guang)(guang)纖(xian)而導致的(de)衰減(jian)（損(sun)耗/距離）程度，形(xing)成(cheng)(cheng)的(de)軌(gui)跡是一條向(xiang)下的(de)曲(qu)線，它說明了背向(xiang)散(san)射(she)的(de)功(gong)率(lv)不斷(duan)減(jian)小，這(zhe)是由(you)于經過一段(duan)距離的(de)傳輸后發射(she)和背向(xiang)散(san)射(she)的(de)信(xin)號(hao)都是有所損(sun)耗的(de)。菲(fei)涅(nie)耳反(fan)射(she)是離散(san)的(de)反(fan)射(she)，它是由(you)整條光(guang)(guang)纖(xian)中的(de)個別點(dian)而引起(qi)的(de)，這(zhe)些點(dian)是由(you)造成(cheng)(cheng)反(fan)向(xiang)系數(shu)改變的(de)因素組成(cheng)(cheng)，如(ru)玻璃與(yu)空氣的(de)間隙(xi)。在這(zhe)些點(dian)上，會有很強(qiang)的(de)背向(xiang)散(san)射(she)光(guang)(guang)被反(fan)射(she)回來。因此，OTDR就是利用菲(fei)涅(nie)耳反(fan)射(she)的(de)信(xin)息(xi)來定(ding)位連接點(dian)、光(guang)(guang)纖(xian)終(zhong)端(duan)或(huo)斷(duan)點(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)內的(de)(de)(de)脈(mo)沖發(fa)生器(qi)(qi)(qi)產生脈(mo)沖，驅動半導體激(ji)光(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)發(fa)出光(guang)(guang)脈(mo)沖，入射到(dao)被(bei)測(ce)(ce)光(guang)(guang)纖中(zhong)(zhong)，將返(fan)回(hui)來的(de)(de)(de)光(guang)(guang)信號利用(yong)(yong)光(guang)(guang)定(ding)(ding)向耦合器(qi)(qi)(qi)分離(li)取(qu)出后，在光(guang)(guang)接收裝置(zhi)(zhi)中(zhong)(zhong)（光(guang)(guang)電(dian)檢測(ce)(ce)器(qi)(qi)(qi)）變成電(dian)信號，經過(guo)放(fang)大和平均處理饋送到(dao)顯(xian)(xian)示(shi)器(qi)(qi)(qi)，對波形進行顯(xian)(xian)示(shi)。當光(guang)(guang)脈(mo)沖在光(guang)(guang)纖內傳輸時，會(hui)由于(yu)光(guang)(guang)纖本身的(de)(de)(de)性質，連接器(qi)(qi)(qi)結合點，彎曲或其他(ta)類似的(de)(de)(de)事件而產生散射、反射，其中(zhong)(zhong)一部(bu)分的(de)(de)(de)散射和反射就(jiu)會(hui)返(fan)回(hui)到(dao) OTDR中(zhong)(zhong)。返(fan)回(hui)的(de)(de)(de)有用(yong)(yong)信息(xi)由OTDR的(de)(de)(de)探(tan)測(ce)(ce)器(qi)(qi)(qi)來測(ce)(ce)量(liang)，它們就(jiu)作為光(guang)(guang)纖內不同(tong)位置(zhi)(zhi)上的(de)(de)(de)時間或曲線片斷。首(shou)先測(ce)(ce)量(liang)從發(fa)射信號到(dao)返(fan)回(hui)信號所用(yong)(yong)的(de)(de)(de)時間，再確定(ding)(ding)光(guang)(guang)在光(guang)(guang)纖中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)速度，就(jiu)可以計算出距離(li)，即

d=（c×t）/2（IOR）

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

t——信號發射(she)后(hou)(hou)到(dao)接(jie)收到(dao)信號（雙(shuang)程）的總(zong)時間（兩(liang)值相乘除(chu)以2后(hou)(hou)就是單程的距離）；

IOR——折射率(lv)。