光時域反射儀的激光驅(qū)動電源設(shè)計與光電探測實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著光通信的蓬勃發(fā)展，光纖通信技術(shù)廣泛應(yīng)用于電信、電力、廣播等領(lǐng)域，對整個信息產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響，光纖已成為當(dāng)前最有前景的傳輸媒介。與此同時，光纖測試技術(shù)在光纖生產(chǎn)、現(xiàn)場鋪設(shè)與后期維護(hù)等工程領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。光時域反射儀(Optical Time Domain Reflectometer)，又稱背向散射儀，是一種用于表征光纖鏈路物理特性的精密光學(xué)測試儀器，主要用于測試光纖鏈路長度，精確定位斷點(diǎn)事件，計算光纖損耗，并提供與長度有關(guān)的衰減

2、細(xì)節(jié)。光纖鏈路中待測光纖的測量長度范圍和測量精度，取決于OTDR的激光出纖功率和光脈寬。因此，需要設(shè)計合適的激光脈沖驅(qū)動電源及配套的控制和探測系統(tǒng)，研究激光出纖功率和脈寬對測量長度和測量精度的影響，從而獲得能滿足不同光纖鏈路測量需求的OTDR系統(tǒng)解決方案。
　　文章在具體描述了光時域反射儀的工作機(jī)理以及影響其主要性能的關(guān)鍵參數(shù)的基礎(chǔ)上，提出以設(shè)計能提供大功率、窄脈沖電流信號的激光驅(qū)動電源作為提高OTDR性能的主要手段。在掌握半導(dǎo)體

3、激光驅(qū)動原理的基礎(chǔ)上，經(jīng)過細(xì)致地比較與方案論證，提出以MOSFET作為激光脈沖驅(qū)動電源的開關(guān)器件，以能量儲存法作為窄脈沖產(chǎn)生機(jī)制的脈沖電源設(shè)計方案。設(shè)計實(shí)現(xiàn)基于FPGA的觸發(fā)脈沖信號，并通過Multisim11對系統(tǒng)硬件電路仿真優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)激光脈沖驅(qū)動大功率、窄脈寬輸出。以雪崩二極管作為光電探測系統(tǒng)關(guān)鍵響應(yīng)轉(zhuǎn)換器件驗(yàn)證驅(qū)動電源性能，并完成光纖測距。最終成功研制出一套基于納秒脈沖激光和對應(yīng)光電探測系統(tǒng)的OTDR系統(tǒng)，并進(jìn)行了實(shí)際測試。

4、>　　測試和研究結(jié)果顯示：所研制的脈沖激光電源能輸出的最小脈寬為33 ns，最小輸出峰值電流為1 A，且峰值電流及頻率大小可調(diào)。大電流窄脈寬驅(qū)動電源信號輸出可極大地增強(qiáng)光時域反射儀的動態(tài)范圍以及分辨率。探測器分時調(diào)控測量技術(shù)可以極大地提高系統(tǒng)的測量精度和信噪比。
　　本文設(shè)計的脈沖激光驅(qū)動電源與光電探測系統(tǒng)，不僅可以用于開發(fā)具有各種技術(shù)參數(shù)的OTDR設(shè)備，也可以用于常規(guī)的半導(dǎo)體激光器系統(tǒng)。其應(yīng)用亦可從單純的光纖測試系統(tǒng)推廣至涵蓋軍