在了解COTDR原理前，所需具備的光學知識: 光的同調性與干涉、線寬
Coherence 同調性
- 非同調的光 (例如：燈泡、LED)，經過針孔，可轉變成部分同調
- 若再經過濾波，則可轉變成同調性高的光
- 雷射特性
- 單色光：在整個雷射光產生的機制中，只會產生一種波長(其實是一個小範圍的波長)的光，頻寬窄
- 高同調性：所有光子都有相同的相位與偏極，可以疊加起來產生很大的強度
- 指向性：十分集中，不易發散，所以具有很強的威力
- 與LED相比，LED很明顯就是同調性極差的光
Coherence Length 同調長度
- 若同調性越好， 則同調長度越長
- 同調性高的光
- 若恰為建設性干涉，則光的能量變大
- 同調性差的光
- 同時有建設性干涉及破壞性干涉，則光的能量變小
- 同調性差的光 v.s. 同調性高的光
Linewidth 線寬
- 頻譜寬度、 Spectral Width、Bandwidth
- 公式4： 同調長度=光速/折射率×∆頻率
- 若同調性好，則頻譜寬度窄
- The coherence is inversely proportional to the spectral width of a light source, thus a narrower optical spectrum leads to higher coherence.
- 𝐶𝑜ℎ𝑒𝑟𝑒𝑛𝑐𝑒 𝐿𝑒𝑛𝑔𝑡ℎ > 𝑃𝑢𝑙𝑠𝑒 𝑊𝑖𝑑𝑡ℎ
Dispersion 色散 (補充)
- 之所以為補充，是因為OTDR量測中是無需考慮色散的，當初編撰講稿時並未發現這點，誤把這個主題加入
- 但若為光通訊相關主題，就必須考慮到色散
- 在相同介質中， 不同波長的光， 折射率也會不同
- 紅光 快
- 紫光 慢
- 在相同介質中，不同波長的光，折射率也會不同
- 公式5：相速度=光速÷折射率
- 色散 Chromatic Dispersion (CD)
- 脈衝展寛 Pulse broadening
- 色散的處理
- 選擇linewidth 較小的光源
- 選擇該光源色散 較小的fiber
- 傳輸過程
- Dispersion 可能造成訊號失真
- Attenuation 衰減
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