探究光路检测原理及其注意事项

纪洪兵+周晓松+陈浩+方凯永+张越涵+曾令怡+侯艳

【摘要】 现阶段，随着时代的发展和科学技术的进步，光缆在人们的日常中发挥着越来越重要的作用。就光缆而言，安装过程和维护过程都是非常关键的，此时需要借助的一个重要工具就是光时域反射仪（OTDR）。该仪器的主要作用是：对光纤中的一些异常现象进行检测，从而协助相关人员及时发现光缆中潜在的风险，并及时对其进行清除。在本次研究中，笔者主要围绕OTDR展开了研究。首先介绍了OTDR的工作原理，接下来分析了使用OTDR时应该注意的一些问题。

【关键词】 OTDR 衰耗 盲区 背向瑞利散射 菲涅尔反射

21世纪是一个全新的时代，在新的时代背景下，通信领域获得了飞速的发展。光缆的出现满足了通信领域的需求，同时也进一步促进了该领域的发展。现阶段，好多学者都投入了对光缆的研究之中，在研究人员的努力之下，光缆的传输速率不断提高。在这种情况之下，人们也越来越关注对光缆的检测问题，光纤检测是保证光缆正常工作的有效途径。本文主要围绕光缆检测问题展开了研究，具体如下。

一、OTDR的工作原理

所谓背向散射法指的就是向待检测光纤中加入一定的窄脉冲光，这个被加入的光具有非常大的功率，接下来相关人员需要对返回的散射光进行检测，主要检测的是该光的功率。此外，在光纤中瑞利散射也是一种比较常见的现象，这主要是因为就光纤本身而言，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点：第一，散射过程中的角度是多种多样的；第二，在散射过程中，有些散射光会成功的传入数值孔径角，从而直接散射到输入一侧；第三，在瑞利散射现象中，就散射光而言，它的波长和入射光的波长是一样的；第四，就瑞丽散射而言，散射光的功率和入射光功率就有一定的关系，两者之间是成正比的。在检测光纤时，如果检测的是瑞利散射光，那么一旦确定了其功率，也就间接了解了该光纤的损耗情况，进而得知光纤在传输过程中的衰减情况。菲涅尔反射在光纤中也是可以发生的，发生的主要地点主要有两个：第一个是光纤材料的几何缺陷处；第二个则是光纤材料的断裂面。菲涅尔反射具有下述特点：第一，光功率的大小不但影响反射光，也影响散射光。具体是，如果光功率相对较大，那么反射光相对较强；如果光功率相对较大，那么散射光也相对较强；第二，和瑞利散射相比，菲涅尔反射光功率要大的多。

光时域反射仪（OTDR）在工作过程中的具体原理是：首先向待检测的光纤材料中加入一定的光脉冲，此时检测人员需要在传入的一侧关注两类光：第一，菲涅尔反射光；第二，瑞利背向散射光。当相关设备完成对上述两类光的收集工作之后，会进一步将其转换成电信号，再将电信号传递到示波器上。

二、使用OTDR应该注意的问题

光时域反射仪（OTDR）在光路检测中发挥着十分关键的作用，在检测过程中，检测人员也需要关注一定的问题，确保检测工作可以顺利实现。具体如下：第一，一般来讲，光缆中会存在一定的光纤弯曲现象，从而使得光缆中存在一定的弯曲损耗。影响弯曲损耗的因素主要有两个：第一个是波长；第二个则是弯曲半径。如果波长不断变大，那么弯曲损耗也就会不断的变大；如果弯曲半径不断的变小，那么与此同时弯曲损耗也就不断的变大。在使用光时域反射仪检测光纤接头的损耗现象时，可选的波长主要有两个，分别是1550nm以及1310nm，通过上面的理论介绍可以知道1310nm的波长引起的弯曲损耗相对较小，因此1550nm波长更加适合于检测弯曲损耗。此外，在检测光纤的全部传输损耗时，需要使用上述两种波长的检测光。第二，在光纤检测中，有时光时域反射仪可能会给不一样的结果。造成这种现象的原因有两个：（1）如果光纤品牌不同，或者是同一品牌不同生产批次的光纤，那么其心径也就有所不同，同时其相对折射也是不一样的。那么此时熔接损耗也就会相对较大，同时在使用光时域反射仪时，不同方向的测量结果也是不一样的。（2）如果参与熔接的光纤模场直径是不一样的，当测量方向不同时，得到的损耗结果也就是不一样的。第三，在使用光时域反射仪时，也是会遇到一定的盲区。所谓盲区指的就是在测试过程中无法得到相关的损耗结果，导致测量盲区出现的主要原因是菲涅尔反射现象。

三、结语

在本次研究中，笔者主要关注的是光纤检测问题，介绍了光路检测的主要原理，并给出了在开展检测工作时需要重点关注的一些问题，希望可以为相关人员带来一定的启发。

参 考 文 献

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[2]褚衍平.基于谐波检测原理的双光路光纤气体传感系统研究[D].燕山大学，2009.

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