Фотонный рефлектометр во временной области на основе сверхпроводящего нанопроводникового однофотонного детектора и время-цифрового преобразователя

Прикладная фотоника. 2025. Т. 12. № Выпуск 3. С. 40–55.

Махлуф М.

Оптический Рефлектометр во Временной Области (OTDR) играет ключевую роль в диагностике волоконно-оптических сетей и системах волоконно-оптического зондирования, обеспечивая точное определение мест повреждений и оптимизацию характеристик протяженных линий связи. В данной работе представлен значительный прогресс в технологии OTDR, достигнутый за счет комбинации сверхпроводящего нанопроводникового однофотонного детектора (SNSPD) и преобразователя времени в цифровой код (TDC) (времяизмерительная система) на базе FPGA. SNSPD демонстрирует эффективность 63% на длине волны 1550 нм и временной джиттер 25 пс, а FPGA-TDC обеспечивает высокую временную точность 17.0±1.3 пс при высокой скорости сбора данных. Экспериментальные результаты показывают динамический диапазон 22.87 дБ с пространственным разрешением 7.5 см (на 25 км) и 1.6 м (на 100 км), что подтверждает высокую точность характеристик волокна, определяемых системой. Данное исследование закладывает основу для дальнейшего развития технологий обработки сигналов в реальном времени и автоматического обнаружения повреждений в волоконно-оптических сетях, расширяя возможности их применения в оптическом зондировании.

Ключевые слова: SNSPD, TDC, Field-Programmable Gate Array, Оптический Рефлектометр во Временной Области., сверхпроводящий нанопроволочный однофотонный детектор