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(shi)通過對測量曲線的(de)(de)分析，了解光(guang)纖的(de)(de)均勻性、缺(que)陷、斷(duan)裂、接頭耦合等若干性能的(de)(de)儀器，它(ta)的(de)(de)結(jie)構一般(ban)由以下幾部分組成：

1、脈沖發生器：產(chan)生所需要的規則的電脈沖信(xin)號。

2、光源：將(jiang)電信(xin)號(hao)(hao)轉換(huan)成光信(xin)號(hao)(hao)，即將(jiang)脈沖發生(sheng)器(qi)產(chan)生(sheng)的電脈沖轉換(huan)為光脈沖進行(xing)測試使用。

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

4、光纖連接器：將光時域反射(she)計與被(bei)測光纖相(xiang)連(lian)接。

5、光電檢測器：將光(guang)信(xin)(xin)號(hao)轉換成電(dian)(dian)信(xin)(xin)號(hao)，即將經光(guang)定向耦(ou)合器(qi)傳來的(de)背向散射(she)光(guang)轉換成電(dian)(dian)信(xin)(xin)號(hao)。

6、放大器：將光電(dian)檢測器轉換(huan)的微弱電(dian)信號進行放大，以便處理。

7、信號處理器：對由背(bei)向散射光(guang)轉換(huan)的(de)含有光(guang)纖特性的(de)電信號進(jin)行平均化處理。

8、顯示器：將處理后的(de)結果顯示出來。

9、內部主時鐘：一(yi)方面(mian)是(shi)為(wei)脈(mo)沖產生(sheng)器(qi)提供(gong)時鐘，使(shi)其(qi)有(you)頻(pin)率(lv)(lv)地產生(sheng)電(dian)脈(mo)沖信號；另一(yi)方面(mian)是(shi)為(wei)信號處理器(qi)提供(gong)工(gong)作頻(pin)率(lv)(lv)，使(shi)其(qi)處理頻(pin)率(lv)(lv)與脈(mo)沖頻(pin)率(lv)(lv)保持同步(bu)。

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(ju)光的(de)后向(xiang)散(san)射(she)與菲涅(nie)耳反射(she)原理(li)制作而成的(de)：

1、后向散射原理

在(zai)兩個均(jun)勻介(jie)質的分(fen)(fen)界面(mian)(mian)上(shang)，當電磁波從一個介(jie)質中入(ru)射(she)(she)時，會(hui)在(zai)分(fen)(fen)界面(mian)(mian)上(shang)產(chan)生(sheng)散(san)(san)(san)(san)射(she)(she)，這種散(san)(san)(san)(san)射(she)(she)叫(jiao)做表(biao)面(mian)(mian)散(san)(san)(san)(san)射(she)(she)。在(zai)表(biao)面(mian)(mian)散(san)(san)(san)(san)射(she)(she)中，散(san)(san)(san)(san)射(she)(she)面(mian)(mian)的粗糙度是非常重要的，所以在(zai)不是鏡面(mian)(mian)的情況下必須使用(yong)能夠計(ji)(ji)算的量來衡量。通常散(san)(san)(san)(san)射(she)(she)截面(mian)(mian)積是入(ru)射(she)(she)方(fang)向(xiang)(xiang)和散(san)(san)(san)(san)射(she)(she)方(fang)向(xiang)(xiang)的函數，而在(zai)合(he)成孔徑雷達及散(san)(san)(san)(san)射(she)(she)計(ji)(ji)等遙感(gan)器中，所觀測的散(san)(san)(san)(san)射(she)(she)波的方(fang)向(xiang)(xiang)是入(ru)射(she)(she)方(fang)向(xiang)(xiang)，這個方(fang)向(xiang)(xiang)上(shang)的散(san)(san)(san)(san)射(she)(she)就稱(cheng)作后向(xiang)(xiang)散(san)(san)(san)(san)射(she)(she)。

2、菲涅爾反射

光源和接受(shou)屏(ping)或(huo)二(er)者之一距離反(fan)射(she)(she)屏(ping)為有限(xian)遠時(shi)，所觀察到的反(fan)射(she)(she)為菲涅爾反(fan)射(she)(she)。

OTDR使(shi)用瑞利散(san)射(she)和菲涅(nie)耳(er)反(fan)(fan)(fan)射(she)來(lai)表征光(guang)纖的(de)(de)(de)(de)(de)特性：OTDR測量回到(dao)OTDR端(duan)口的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)部分散(san)射(she)光(guang)，這(zhe)些背(bei)向(xiang)(xiang)散(san)射(she)信號(hao)表明了(le)由(you)光(guang)纖而導致的(de)(de)(de)(de)(de)衰(shuai)減（損(sun)耗/距(ju)離(li)）程度，形成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)軌跡是(shi)一(yi)條(tiao)(tiao)向(xiang)(xiang)下的(de)(de)(de)(de)(de)曲線，它說明了(le)背(bei)向(xiang)(xiang)散(san)射(she)的(de)(de)(de)(de)(de)功率(lv)不(bu)斷減小，這(zhe)是(shi)由(you)于經過(guo)一(yi)段距(ju)離(li)的(de)(de)(de)(de)(de)傳輸后發射(she)和背(bei)向(xiang)(xiang)散(san)射(she)的(de)(de)(de)(de)(de)信號(hao)都是(shi)有所損(sun)耗的(de)(de)(de)(de)(de)。菲涅(nie)耳(er)反(fan)(fan)(fan)射(she)是(shi)離(li)散(san)的(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)(fan)(fan)射(she)，它是(shi)由(you)整條(tiao)(tiao)光(guang)纖中的(de)(de)(de)(de)(de)個別點(dian)而引起的(de)(de)(de)(de)(de)，這(zhe)些點(dian)是(shi)由(you)造成(cheng)(cheng)反(fan)(fan)(fan)向(xiang)(xiang)系(xi)數改變的(de)(de)(de)(de)(de)因素(su)組成(cheng)(cheng)，如玻璃與(yu)空氣的(de)(de)(de)(de)(de)間隙。在這(zhe)些點(dian)上(shang)，會有很強的(de)(de)(de)(de)(de)背(bei)向(xiang)(xiang)散(san)射(she)光(guang)被(bei)反(fan)(fan)(fan)射(she)回來(lai)。因此，OTDR就是(shi)利用菲涅(nie)耳(er)反(fan)(fan)(fan)射(she)的(de)(de)(de)(de)(de)信息來(lai)定位連接(jie)點(dian)、光(guang)纖終(zhong)端(duan)或斷點(dian)。

三、光時域反射儀的工作過程

OTDR工作過(guo)程如(ru)下(xia)：

機器(qi)(qi)(qi)內(nei)的(de)(de)脈(mo)沖(chong)發生器(qi)(qi)(qi)產生脈(mo)沖(chong)，驅動半導體(ti)激光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)發出(chu)光(guang)(guang)(guang)脈(mo)沖(chong)，入射到被測(ce)光(guang)(guang)(guang)纖中(zhong)(zhong)(zhong)，將(jiang)返(fan)回(hui)來的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)信號(hao)(hao)利用(yong)(yong)光(guang)(guang)(guang)定(ding)向(xiang)耦合器(qi)(qi)(qi)分(fen)離取(qu)出(chu)后，在(zai)光(guang)(guang)(guang)接收裝(zhuang)置(zhi)中(zhong)(zhong)(zhong)（光(guang)(guang)(guang)電檢測(ce)器(qi)(qi)(qi)）變(bian)成電信號(hao)(hao)，經過放大和平均(jun)處理饋送到顯示(shi)器(qi)(qi)(qi)，對波(bo)形進(jin)行顯示(shi)。當(dang)光(guang)(guang)(guang)脈(mo)沖(chong)在(zai)光(guang)(guang)(guang)纖內(nei)傳輸時，會由于光(guang)(guang)(guang)纖本(ben)身的(de)(de)性質，連接器(qi)(qi)(qi)結合點，彎曲(qu)或(huo)其他(ta)類似的(de)(de)事件而產生散射、反射，其中(zhong)(zhong)(zhong)一部分(fen)的(de)(de)散射和反射就(jiu)會返(fan)回(hui)到 OTDR中(zhong)(zhong)(zhong)。返(fan)回(hui)的(de)(de)有用(yong)(yong)信息由OTDR的(de)(de)探(tan)測(ce)器(qi)(qi)(qi)來測(ce)量，它們(men)就(jiu)作為光(guang)(guang)(guang)纖內(nei)不同位置(zhi)上的(de)(de)時間或(huo)曲(qu)線片(pian)斷。首先測(ce)量從(cong)發射信號(hao)(hao)到返(fan)回(hui)信號(hao)(hao)所用(yong)(yong)的(de)(de)時間，再確(que)定(ding)光(guang)(guang)(guang)在(zai)光(guang)(guang)(guang)纖中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)速度，就(jiu)可以計算出(chu)距離，即

d=（c×t）/2（IOR）

式中(zhong) c——光(guang)在真空(kong)中(zhong)的(de)速度；

t——信號發射后到接收到信號（雙程）的(de)(de)總(zong)時(shi)間（兩值相乘除以2后就是單程的(de)(de)距離）；

IOR——折射率。