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        光纖微裂紋檢測(cè)儀OLI如何實(shí)現(xiàn)光纖鏈路診斷和分析

        更新時(shí)間:2023-10-12 點(diǎn)擊量:1508

        原理介紹

        光在光纖中傳輸時(shí),絕大部分光為前向傳輸,即通常所說的透射光。但由于光纖存在結(jié)構(gòu)不均勻,材料密度變化,雜質(zhì)或者離子摻雜等固有因素,光粒子與光纖介質(zhì)(主要成分是二氧化硅)相互作用后,因?yàn)檫@些缺陷,必然存在部分與入射光方向相反的光粒子,形成了后向傳輸光,即通常所說的反射光,并且此部分光不可消除。標(biāo)準(zhǔn)良好的單模光纖中,瑞利散射是這些后向傳輸光最主要的形成原因,(原理上,瑞利散射后的光粒子方向是隨機(jī)的,這里因?yàn)槲覀冎饕獧z測(cè)后向反射光,所以只討論反射光強(qiáng)度)。

        在光通信領(lǐng)域,通常引入回?fù)p概念RL(return loss)來表征反射光的大小,即反射光功率與入射光功率的比值:RL=-10 lg(P反射/P入射)(某些使用場(chǎng)合,為了方便計(jì)算或溝通,不帶負(fù)號(hào),直接取絕對(duì)值)實(shí)際應(yīng)用中,絕大多數(shù)場(chǎng)合均希望光全部單向前傳,即P反射盡量小,相應(yīng)的,回?fù)p就越小越好。所以回?fù)p的大小是判斷光纖或光鏈路質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。


        而OLI的主要功能是分布式測(cè)量某一段光鏈路長(zhǎng)度范圍內(nèi),后向反射光的強(qiáng)度(回?fù)p),通過實(shí)際測(cè)量得到的反射光強(qiáng)(回?fù)p),與光鏈路在正常標(biāo)準(zhǔn)情況下的反射光強(qiáng)對(duì)比(回?fù)p),進(jìn)而判斷此長(zhǎng)度范圍內(nèi)光鏈路是否異常。


        從OLI的測(cè)試界面上可以看到,橫坐標(biāo)為距離,單位mm,縱坐標(biāo)為實(shí)際回?fù)p,單位dB。它的優(yōu)勢(shì)在于:某一段連續(xù)長(zhǎng)度范圍內(nèi),實(shí)時(shí)顯示回?fù)p大小,距離分辨精度可達(dá)百um級(jí)別,回?fù)p測(cè)量靈敏度可達(dá)-100db。其不僅能夠通過回?fù)p大小判斷鏈路質(zhì)量好壞,還能精準(zhǔn)找到具體的回?fù)p異常位置。特別適合小體積,短距離,模塊化等精度要求高的場(chǎng)合檢測(cè)或分析。


        測(cè)試案例

        1. PC連接頭和APC連接頭正常與失效對(duì)比

        按照如下圖中接線方式,測(cè)量正常APC頭和失效APC頭的結(jié)果對(duì)比:

        圖片

        按照如下圖中接線方式,測(cè)量正常PC頭和失效PC頭的結(jié)果對(duì)比:

        圖片

        根據(jù)菲涅爾反射公式

        圖片

        ,空氣折射率取1,光纖折射率近似取1.5,計(jì)算出來反射率R約等于4%,轉(zhuǎn)換成對(duì)數(shù)坐標(biāo)即-14db左右。此即通常把PC頭末端回?fù)p標(biāo)準(zhǔn)定義在-14.8db的原因。而APC連接頭是為了減少平面接頭的反射,把平端面研磨成斜8度,在光通信領(lǐng)域,其正常標(biāo)準(zhǔn)小于-50db(也有要求-55db的)。另外,由圖上測(cè)量結(jié)果可以看出,APC連接頭對(duì)接完好后,其回?fù)p相對(duì)于裸露空氣中時(shí),會(huì)大幅減小(PC頭同理,但效果不如APC),有助于光鏈路傳輸。


        2. 光纖彎曲造成回?fù)p變大

        按照如下圖中接線方式,測(cè)量不同彎曲直徑下的回?fù)p結(jié)果對(duì)比:

        圖片

        由以上結(jié)果對(duì)比看出,在某一彎曲范圍內(nèi),隨著彎曲直徑變小,光纖中的回?fù)p是變大的。需要說明的是,當(dāng)彎曲直徑太大時(shí),引起的回?fù)p變化不足以達(dá)到設(shè)備的低探測(cè)靈敏度(-100db),此時(shí)設(shè)備探測(cè)不到變化(觀察不到峰,全是基底噪聲)。此種情況間接說明了設(shè)備的靈敏度暫時(shí)探測(cè)不到光纖中固有的瑞利散射。

        3. 折射率不同的芯片波導(dǎo)造成回?fù)p變化

        按照如下圖中接線方式,測(cè)量不同芯片波導(dǎo)的回?fù)p結(jié)果對(duì)比:

        圖片

        波導(dǎo)芯片的情況較為復(fù)雜,測(cè)量得到的回?fù)p-距離分布曲線與不同廠家的芯片工藝相關(guān)。芯片等效的光鏈路長(zhǎng)度、折射率分布、不同材料摻雜甚至不同形狀等情況,均會(huì)影響到光在其中傳輸時(shí),鏈路的回波信號(hào)強(qiáng)度分布。需要根據(jù)不同的芯片情況針對(duì)性分析。

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