光时域反射仪实验.doc

光时域反射仪(OTDR)实验摘要:简述光时域反射仪的工作原理,使用光时域反射仪对未知光纤进行测量,分析图像,获得其基本工作参数,并进一步探究光时域反射仪参数对实验结果的影响。一、光时域反射仪工作原理光时域反射仪(opticaltime-domainreflectometer;OTDR)是一种通过对测量曲线的分析,了解光纤的均匀性、缺陷、断裂、接头耦合等若干性能的仪器。测量曲线的获取原理如图1所示。由激光器发出的光脉冲注入到光纤后,在开始端接收到的光能量可以分为两种类型:一种是光纤断面或者连接界面的菲涅尔反射光;另一种是瑞利散射光(背向散射)。通过测量分析这些后向散射光的功率,可以得到沿光纤长度分布的衰减曲线。其中瑞利散射是当光线在光纤中传播时,由于光纤中存在分子级别大小的结构上的不均匀,光线的一部分能量会被改变其原有的传播方向而向四周散射的现象。其强度与波长的4次方成反比,其中有一部分散射光线与原来的传播方向相反,被称为背向散射,如图2:图2瑞利散射与背向散射二、实验用具CMA4000i型OTDR、光纤连接器、适配器、光纤/光缆等。三、,接入光纤,熟悉仪器。启用自动测量,仪器自动选择脉宽250ns的激光源,并设置测量距离为16km,中速测量,得出曲线为OTDR进行32000多次平均的结果。观察所得曲线,可见入射端口与出射端各有明显的峰值;放大入射端反射峰,可见辨认出为部分重叠的两峰。其余部分为一直线,可初步断定被测光纤只存在一个机械连接事件。,测量长度设为8km/,所得曲线如图3所示:图3脉宽10ns下OTDR测量曲线如图3中A,B,C所示,测量曲线有3个峰值,A峰是入射端的菲涅尔反射峰,C峰是出射端的菲涅尔反射峰,B峰则便是光纤中机械连接产生的菲涅尔反射峰。曲线其余部分为一斜率基本均匀的直线,没有抬升或下沉,可知光纤是均匀的,光纤中并不存在耦合,缺陷,应力过大等情况。放大曲线开始部分对机械连接进行定位,如图4:。使用脉宽为250ns的激光进行测量,测量长度选择8km/,所得曲线如图5所示:图5脉宽250ns下OTDR测量曲线从图中可以看出,曲线特征与脉宽10ns的测量曲线相仿。均有A,B,C三个反射峰,其余部分是斜率均匀的直线。与10ns脉宽的曲线的不同点在于,相同横坐标下,250ns的曲线要位于10ns的曲线之上,换句话说,250ns脉宽下,OTDR探测到的信号均比10ns脉宽下的要强。这是因为脉宽增大了,使光源总功率增大了,如图6:其次是250ns曲线的各个反射峰宽度变大了,也称作盲区变大了。这是由两部分原因造成的:(1)脉冲宽度增加,脉冲起始点和终结点之间时间间隔增大,通过OTDR的探测便转化为空间域上的宽度增加;(2)OTDR专门用于探测微弱的背向散射,机械连接处,耦合处等反射事件反射的光功率较大,会使探测器出现饱和,而脉宽增大会使光源功率增大,从而菲涅尔反射光的功率也会增大,使得探测器饱和程度更深,需要更长时间恢复,再经过OTDR的处理,就造成了空间域上的宽度增加。正因为250ns脉宽的激光盲区较大,在实验中覆盖了机械连接点的反射峰的起点,因此无法用250ns脉宽的光源测得机