图3 辅助干涉仪

2.测试原理

激光器发射波长被线性调制。其中一路光波被注入到测量光纤（测量臂），当它在光纤中传播时会不断产生瑞利散射信号，背向瑞利散射信号作为信号光被耦合到探测器中。另一路光通常在仪器内部（参考臂），经过参考镜反射后作为参考光被耦合到探测器中。两路信号混频产生差频信号。

图4 结构简图

2.1 时域测量原理

由于光源为线性扫描光源，则光纤上不同位置产生的瑞利散射有不同波长（即频率），在探测器中与参考光（参考臂长度固定产生固定的时延）混频产生拍频信号，其拍频信号大小与信号光位置呈线性对应关系，解调拍频即得到光纤长度（时域数据），并通过分析幅值变化来计算光波传播损耗。

2.2 传感解调原理

在进行分布式光纤传感测量时，则需要在解调出长度（时域信号，参见2.1节）信息后，再对时域信号进行傅里叶逆变换得到频域信号，再选取指定区域的频域数据进行互相关运算解调出应变或者温度信息。OFDR使用普通单模光纤，整个过程中把光纤等效为无数个周期随机分布且稳定的光纤光栅，当感知外界变量后，通过互相关运算解调出外界变量。解调过程如图5

图5 OFDR解调过程

3.OFDR技术的应用

光纤技术的应用主要集中在以下两大领域：

一、光纤通信领域

用于测试光纤链路的长度，损耗，弯曲，熔接点、裂纹，断裂等

对于器件级或者模块级的光器件，测试其RL、IL、PDL、PMD、CD、相位等关键参数，以及光谱响应（反射谱和透射谱）

二、光纤传感领域

分布式应变或者温度传感，如新型复合材料的疲劳测试、结构健康监测、有限元模型验证、以及通过算法实现二维和三维形状传感等应用。

4.OFDR的优势

OFDR系统主要用在光通信测试和分布式光纤传感两个领域。在这两个领域有着独特的优势。

在光通信测试方面的优势：

• 空间分辨率高（可达10μm）
• 动态范围大（RL@80dB,IL@20dB）
• 无盲区

• 空间分辨率高（可达0.65mm）
• 分布式测量，监测应变场
• 采样率高（高达250Hz）
• 普通单模光纤即可作为传感器，耗材成本低