光時域反射儀的激光驅動電源設計與光電探測實現.pdf

1、隨著光通信的蓬勃發(fā)展，光纖通信技術廣泛應用于電信、電力、廣播等領域，對整個信息產業(yè)產生了深遠影響，光纖已成為當前最有前景的傳輸媒介。與此同時，光纖測試技術在光纖生產、現場鋪設與后期維護等工程領域中得到廣泛應用。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測試儀器，主要用于測試光纖鏈路長度，精確定位斷點事件，計算光纖損耗，并提供與長度有關的衰減

2、細節(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，需要設計合適的激光脈沖驅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理以及影響其主要性能的關鍵參數的基礎上，提出以設計能提供大功率、窄脈沖電流信號的激光驅動電源作為提高OTDR性能的主要手段。在掌握半導體

3、激光驅動原理的基礎上，經過細致地比較與方案論證，提出以MOSFET作為激光脈沖驅動電源的開關器件，以能量儲存法作為窄脈沖產生機制的脈沖電源設計方案。設計實現基于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，實現激光脈沖驅動大功率、窄脈寬輸出。以雪崩二極管作為光電探測系統(tǒng)關鍵響應轉換器件驗證驅動電源性能，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光電探測系統(tǒng)的OTDR系統(tǒng)，并進行了實際測試。

4、>　　測試和研究結果顯示：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。大電流窄脈寬驅動電源信號輸出可極大地增強光時域反射儀的動態(tài)范圍以及分辨率。探測器分時調控測量技術可以極大地提高系統(tǒng)的測量精度和信噪比。
　　本文設計的脈沖激光驅動電源與光電探測系統(tǒng)，不僅可以用于開發(fā)具有各種技術參數的OTDR設備，也可以用于常規(guī)的半導體激光器系統(tǒng)。其應用亦可從單純的光纖測試系統(tǒng)推廣至涵蓋軍