OTDR 在光纤测量中的应用 光时域反射计OTDR(Optical Time Domain Reflectometer) 是表征光纤传输特性的测试仪器。 此仪器主要用于测试整个光纤链路的衰减并提供与长度有关的衰减细节, 具体表现为探测、 定位和测量光纤链路上任何位置的事件(事件是指因光纤链路中熔接、 连接器、 弯曲等形成的缺陷, 其光传输特性的变化可以被测量) 。 OTDR测试的非破坏性、只需一端接入及直观快速的优点使其成为光纤光缆生产、 施工、 维护中不可缺少的仪器。 1 OTDR原理 1. 1 瑞利后向散射 由于光纤本身的缺陷和掺杂组分的非均匀性, 使得光纤中传播的光脉冲发生瑞利散〔1〕) 沿脉冲相反的方向被散射回来, 因而被称为瑞利后向射。 一部分光(大约有 0. 0001%散射, 后向散射光提供了与长度有关的衰减细节。 设注入光功率为P0, 则沿光纤传输到z处的后向散射光再传回到始端的光功率为 其中, γ f(z)、 γ b(z)分别为z处正向、 后向传输时的衰减系数, η(z)为光纤在z处的后向散射系数, 与瑞利散射系数及光纤的结构参数有关。 如果能测得z1, z2两处散射回来的光功率, 即可求得z1, z2间前后向传输的平均衰减系数α 若光纤结构参数沿轴向均匀(即η(z1)=η(z2)) 时, 则z1和z2点间的衰减系数可表述为 1 2 与距离有关的信息是通过时间信息而得到的(此即光时域反射计中时域的由来) ,OTDR 测量发出脉冲与接收后向散射光的时间差, 利用折射率 n 值将这一时域信息转换成距离 其中c为光在真空中的速度(3×108m/s) OTDR可以非常精确测量后向散射光功率P(z1)、 P(z2), 并通过式(3) 与式(4) 来测量沿光纤长度上任一点光纤特性的微小变化, 如图 1 所示。 图 1 OTDR 曲线与光纤链路的对应关系 在不同折射率两传输介质的边界(如连接器、 机械接续、 断裂或光纤终结处) 会发生菲涅耳反射, 此现象被 OTDR 用于准确确定沿光纤长度上不连续点的位置。 反射的大小依赖于边界表面的平整度及折射率差, 利用折射率匹配液可减小菲涅耳反射。 1. 2 OTDR 结构方框图 图 2 OTDR 原理结构方框图 图 2 是OTDR原理结构方框图。 脉冲发生器发出宽度可调的窄脉冲驱动激光二极管(LD) ,产生所需宽度的光脉冲