探究光路檢測原理及其注意事項

紀洪兵+周曉松+陳浩+方凱永+張越涵+曾令怡+侯艷

【摘要】 現階段，隨著時代的發展和科學技術的進步，光纜在人們的日常中發揮著越來越重要的作用。就光纜而言，安裝過程和維護過程都是非常關鍵的，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：對光纖中的一些異常現象進行檢測，從而協助相關人員及時發現光纜中潛在的風險，并及時對其進行清除。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時應該注意的一些問題。

【關鍵詞】 OTDR 衰耗 盲區 背向瑞利散射 菲涅爾反射

21世紀是一個全新的時代，在新的時代背景下，通信領域獲得了飛速的發展。光纜的出現滿足了通信領域的需求，同時也進一步促進了該領域的發展。現階段，好多學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，接下來相關人員需要對返回的散射光進行檢測，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值孔徑角，從而直接散射到輸入一側；第三，在瑞利散射現象中，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生的，發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；如果光功率相對較大，那么散射光也相對較強；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關注兩類光：第一，菲涅爾反射光；第二，瑞利背向散射光。當相關設備完成對上述兩類光的收集工作之后，會進一步將其轉換成電信號，再將電信號傳遞到示波器上。

二、使用OTDR應該注意的問題

光時域反射儀（OTDR）在光路檢測中發揮著十分關鍵的作用，在檢測過程中，檢測人員也需要關注一定的問題，確保檢測工作可以順利實現。具體如下：第一，一般來講，光纜中會存在一定的光纖彎曲現象，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果。造成這種現象的原因有兩個：（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，當測量方向不同時，得到的損耗結果也就是不一樣的。第三，在使用光時域反射儀時，也是會遇到一定的盲區。所謂盲區指的就是在測試過程中無法得到相關的損耗結果，導致測量盲區出現的主要原因是菲涅爾反射現象。

三、結語

在本次研究中，筆者主要關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注的一些問題，希望可以為相關人員帶來一定的啟發。

參 考 文 獻

[1]侯艷，周建博，崔亞會，盧聰，禹慶，吳道群.光路檢測中的激光調整分析[J].信息通信，2014，（12）：29.

[2]褚衍平.基于諧波檢測原理的雙光路光纖氣體傳感系統研究[D].燕山大學，2009.

[3]楊育卿，王其新.光路檢測原理及注意事項[J].電信快報，2002，（04）：18-19.