探究光路檢測原理及其注意事項

紀(jì)洪兵+周曉松+陳浩+方凱永+張越涵+曾令怡+侯艷

【摘要】 現(xiàn)階段，隨著時代的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，光纜在人們的日常中發(fā)揮著越來越重要的作用。就光纜而言，安裝過程和維護(hù)過程都是非常關(guān)鍵的，此時需要借助的一個重要工具就是光時域反射儀（OTDR）。該儀器的主要作用是：對光纖中的一些異?，F(xiàn)象進(jìn)行檢測，從而協(xié)助相關(guān)人員及時發(fā)現(xiàn)光纜中潛在的風(fēng)險，并及時對其進(jìn)行清除。在本次研究中，筆者主要圍繞OTDR展開了研究。首先介紹了OTDR的工作原理，接下來分析了使用OTDR時應(yīng)該注意的一些問題。

【關(guān)鍵詞】 OTDR 衰耗 盲區(qū) 背向瑞利散射 菲涅爾反射

21世紀(jì)是一個全新的時代，在新的時代背景下，通信領(lǐng)域獲得了飛速的發(fā)展。光纜的出現(xiàn)滿足了通信領(lǐng)域的需求，同時也進(jìn)一步促進(jìn)了該領(lǐng)域的發(fā)展?，F(xiàn)階段，好多學(xué)者都投入了對光纜的研究之中，在研究人員的努力之下，光纜的傳輸速率不斷提高。在這種情況之下，人們也越來越關(guān)注對光纜的檢測問題，光纖檢測是保證光纜正常工作的有效途徑。本文主要圍繞光纜檢測問題展開了研究，具體如下。

一、OTDR的工作原理

所謂背向散射法指的就是向待檢測光纖中加入一定的窄脈沖光，這個被加入的光具有非常大的功率，接下來相關(guān)人員需要對返回的散射光進(jìn)行檢測，主要檢測的是該光的功率。此外，在光纖中瑞利散射也是一種比較常見的現(xiàn)象，這主要是因為就光纖本身而言，它的密度不是非常均勻，而且材料中存在一定的缺陷等。瑞利散射具有下述特點：第一，散射過程中的角度是多種多樣的；第二，在散射過程中，有些散射光會成功的傳入數(shù)值孔徑角，從而直接散射到輸入一側(cè)；第三，在瑞利散射現(xiàn)象中，就散射光而言，它的波長和入射光的波長是一樣的；第四，就瑞麗散射而言，散射光的功率和入射光功率就有一定的關(guān)系，兩者之間是成正比的。在檢測光纖時，如果檢測的是瑞利散射光，那么一旦確定了其功率，也就間接了解了該光纖的損耗情況，進(jìn)而得知光纖在傳輸過程中的衰減情況。菲涅爾反射在光纖中也是可以發(fā)生的，發(fā)生的主要地點主要有兩個：第一個是光纖材料的幾何缺陷處；第二個則是光纖材料的斷裂面。菲涅爾反射具有下述特點：第一，光功率的大小不但影響反射光，也影響散射光。具體是，如果光功率相對較大，那么反射光相對較強(qiáng)；如果光功率相對較大，那么散射光也相對較強(qiáng)；第二，和瑞利散射相比，菲涅爾反射光功率要大的多。

光時域反射儀（OTDR）在工作過程中的具體原理是：首先向待檢測的光纖材料中加入一定的光脈沖，此時檢測人員需要在傳入的一側(cè)關(guān)注兩類光：第一，菲涅爾反射光；第二，瑞利背向散射光。當(dāng)相關(guān)設(shè)備完成對上述兩類光的收集工作之后，會進(jìn)一步將其轉(zhuǎn)換成電信號，再將電信號傳遞到示波器上。

二、使用OTDR應(yīng)該注意的問題

光時域反射儀（OTDR）在光路檢測中發(fā)揮著十分關(guān)鍵的作用，在檢測過程中，檢測人員也需要關(guān)注一定的問題，確保檢測工作可以順利實現(xiàn)。具體如下：第一，一般來講，光纜中會存在一定的光纖彎曲現(xiàn)象，從而使得光纜中存在一定的彎曲損耗。影響彎曲損耗的因素主要有兩個：第一個是波長；第二個則是彎曲半徑。如果波長不斷變大，那么彎曲損耗也就會不斷的變大；如果彎曲半徑不斷的變小，那么與此同時彎曲損耗也就不斷的變大。在使用光時域反射儀檢測光纖接頭的損耗現(xiàn)象時，可選的波長主要有兩個，分別是1550nm以及1310nm，通過上面的理論介紹可以知道1310nm的波長引起的彎曲損耗相對較小，因此1550nm波長更加適合于檢測彎曲損耗。此外，在檢測光纖的全部傳輸損耗時，需要使用上述兩種波長的檢測光。第二，在光纖檢測中，有時光時域反射儀可能會給不一樣的結(jié)果。造成這種現(xiàn)象的原因有兩個：（1）如果光纖品牌不同，或者是同一品牌不同生產(chǎn)批次的光纖，那么其心徑也就有所不同，同時其相對折射也是不一樣的。那么此時熔接損耗也就會相對較大，同時在使用光時域反射儀時，不同方向的測量結(jié)果也是不一樣的。（2）如果參與熔接的光纖模場直徑是不一樣的，當(dāng)測量方向不同時，得到的損耗結(jié)果也就是不一樣的。第三，在使用光時域反射儀時，也是會遇到一定的盲區(qū)。所謂盲區(qū)指的就是在測試過程中無法得到相關(guān)的損耗結(jié)果，導(dǎo)致測量盲區(qū)出現(xiàn)的主要原因是菲涅爾反射現(xiàn)象。

三、結(jié)語

在本次研究中，筆者主要關(guān)注的是光纖檢測問題，介紹了光路檢測的主要原理，并給出了在開展檢測工作時需要重點關(guān)注的一些問題，希望可以為相關(guān)人員帶來一定的啟發(fā)。

參 考 文 獻(xiàn)

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