OTDR,中文名稱是:光時(shí)域反射儀,是常用的光纖測試工具。這里的O代表 Optical,光學(xué)的意思,而TD代表Time Domain,即時(shí)域的意思,最后R代表Reflectometer, 即反射計(jì)的意思。我們知道,光纖多數(shù)是由高純石英玻璃構(gòu)成,而玻璃分子都是晶格結(jié)構(gòu),晶格結(jié)構(gòu)實(shí)際上是不均勻的,當(dāng)攜帶信號能量的光子遇到它們時(shí)會有少量發(fā)生方向的改變(散射)。另外,光纖中還存在著一些雜質(zhì)、氣泡與微彎結(jié)構(gòu),光子遇到它們時(shí)也會改變方向朝四面八方散射。其實(shí),OTDR儀表正是利用這些特點(diǎn),往光纖中發(fā)射非常短的光脈沖,然后使用光檢測器件觀測非常微弱的反射情況,通過分析后,可以識別損耗、反射及其他事件。
OTDR就像光纖界的雷達(dá),如果我們用一臺光信號發(fā)生儀向光纖鏈路中注入一束持續(xù)時(shí)間很短的光脈沖,那么此脈沖的光能量在向前傳輸?shù)倪^程中遇到不均勻的晶格結(jié)構(gòu)和雜質(zhì)微粒時(shí),就會有極微弱能量散射到四面八方,此散射又稱為瑞利散射,其中有一部分會沿來路的方向完全反射回去,這部分稱為逆向散射。同時(shí)如果光脈沖向前傳輸時(shí)遇到連接器,光子在此處遇到了介質(zhì)突變,突變界面就有不少光子會被反射回去,也稱為菲涅爾反射,反射能量最大可達(dá)前向傳輸光能量的8%。所以我們可以在光纖的信號注入端口內(nèi)同時(shí)設(shè)計(jì)一套接收返回來的光信號的裝置,將逆向散射和反射光信號采樣并記錄下來,再進(jìn)行分析。
接下來,我們進(jìn)一步了解一下瑞利散射。日常生活中,晚上我們打開手電筒,會看光束,但是為什么會看到光束?是因?yàn)榭諝庵械幕覊m和霧氣導(dǎo)致光發(fā)生的散射,部分光進(jìn)入我們的眼睛,所以我們看到了它,所有微粒的散射,形成了一條光束。而且霧氣濃時(shí),光束會顯得濃密,反之就稀疏。如果是在真空中,就看不到這樣的光束了。