Kiudude painutuskaotus viitab signaali kadumisele, mis tekib optilise kiu painutamisel üle teatud raadiuse. See nähtus tuleneb valguse lekkimisest kiu südamikust, kui see läbib kattekihti. Kui kiud painutatakse, läbivad valguskiired südamiku ja kattekihi liidesel täieliku sisemise peegelduse. Kui aga painutusraadius on liiga väike, võivad osa valguskiirtest läbi kattekihi pääseda, põhjustades kadu.

Kiudude paindekaotus sõltub mitmest tegurist:

Painutusraadius: Mida väiksem on painderaadius, seda suurem on painutuskadu. See tuleneb asjaolust, et väiksem painderaadius põhjustab valguskiirte suuremat kumerust, suurendades lekke tõenäosust läbi katte.

Kiu tüüp: Erinevat tüüpi kiududel on erinevad paindekaod. Näiteks on ühemoodilistel kiududel tavaliselt väiksemad paindekaod võrreldes mitmemoodiliste kiududega.

Lainepikkus: Paindekadu võib varieeruda sõltuvalt kiu kaudu edastatava valguse lainepikkusest. Mõnel lainepikkusel võib paindekadu olla suurem kui teistel.

Kiuddisain: Kiu konstruktsioon, sealhulgas murdumisnäitaja profiil ja kasutatud materjalid, võivad mõjutada painutuskadu.

Kate: Kiudule kantud katte tüüp ja kvaliteet võivad mõjutada selle paindlikkust ja paindekindlust.

Painutuskao minimeerimiseks on oluline optilisi kiude ettevaatlikult käsitseda ja vältida liigset painutamist, eriti järske painutusi. Kiudoptilised kaablid on sageli konstrueeritud kaitsvate kihtide ja tugevdustega, et leevendada painutuskaod ja tagada signaalide usaldusväärne edastamine.

Optilise kiu rakendustes on keerulisem optilise kao tüüp mikropaindekadu. Seadmete ja optiliste kiudude arenguga on mikropaindekadu muutunud olulisemaks kaduteguriks. Seadmes on elektrilise lülitamise asemel kasutusele võetud otsesem optiline lülitamine ning kiud on väga väikeses ruumis vastuvõtlik pikaajalisele pingele. Õhema kiu ja väiksema läbimõõduga kiu puhul vähendatakse kas katte paksust või katte läbimõõtu; sarnaselt mitmetuumaliste kiudude puhul väheneb oluliselt ka katte efektiivne paksus, mis suurendab mikropaindekadu ohtu.

Mikropaindekaotus ja makropaindekaotus on otseselt seotud painutamisega, kuid nende vahel on ilmseid erinevusi kao tekkimise mehhanismi seisukohast. Seetõttu on praktilistes rakendustes väga oluline eristada kadu mikropaindest ja makropaindest vastavalt kao olemusele, mis hõlmab probleemi õiget asukohta ja lahendusviisi.

1. Geomeetrilise deformatsiooni osas

Mikropaindekaotus on tegelikult kiudude väikesest deformatsioonist tingitud kaotus, samas kui makropaindekaotus on tegelikust painutamisest tingitud kaotus ning kiudude välisläbimõõt jääb ideaalseks konstantseks. See teeb geomeetrias selgeks erinevuse. Kiu väikest deformatsiooni võib käsitleda kui geomeetrilise ümbermõõdu kõrgsageduslikku häiringut kiudude pikisuunas. Sellel häiringul on kaks omadust: amplituud ja sagedus. Mikropainde stseen tuleneb kõrgest sagedusest ja madalast amplituudist. Välist häiringut saab simuleerida ning selle sagedus ja amplituud muutuvad ajas juhuslikult. Selle juhusliku variatsiooni Fourier' teisenduse abil on suurusjärk samaväärne võimsusega ning võimsuse spektraaltiheduse ja ruumilise sageduse vahel on vastav seos.

Seda on ka intuitiivselt lihtne mõista ja teha kvalitatiivne järeldus: kui häiringusagedus on väga kõrge, on kiudude deformatsioon ühtlane ja mikropaindekao mõju ei ole suur. Kui aga häiringusagedus on väga madal, võib tekkida tegelik painutus ja makropaindekao on domineeriv.

2. Kahjumehhanismist lähtuvalt

Makropaindekao puhul võib arvestada, et põhimoodi (ühemoodilise kiu) moodivälja jaotus kius difundeerub paindepoolele ja see osa, mis difundeerub sügavale kattesse, moodustab kiirgust ja kaotab järk-järgult. Mikropaindekao puhul on osa ideaalses kius leviva põhimoodi võimsusest häirituse tingimustes seotud erinevate kõrgema järgu moodidega. Levimiskauguse suurenedes kiirgub nende kõrgema järgu moodide poolt kantav võimsus Orani kümneelemendilisest kiust välja ja loomulikult saab selle tagasi põhimoodile ühendada.

Mikropaindekao analüüs põhineb tavaliselt mooduse sidumise teoorial ja põhisuhe on veidi keeruline.

Kus C on sidestuskoefitsient põhimoodi ja ühe kõrgema järgu moodi vahel, mis näitab, kui palju võimsust suunatakse suunatud moodilt kõrgema järgu moodile või kattemoodile (ühemoodilise stsenaariumi korral). Qfiber on kiu häiring otsese pinge all ja Qenv on häiring kaudse pinge all, kui keskkond muutub. Selle modelleerimisanalüüsi täpsus on keeruline, kuna mikropaindekadusid põhjustavad häiringud on väga juhuslikud, kuid analüüsi eesmärk on pakkuda kindlat juhist ja teatud stsenaariumides saab simulatsioonitulemuste lähendamiseks kasutada täiendavaid koefitsiente.

Olshansky uuris ja pakkus varajases staadiumis välja vaatlusliku seose.

a -südamiku raadius

b - Katteplaadi raadius

Delta - murdumisnäitaja erinevus

EE-polümeerkatte elastsusmoodul

Näiteks - optilise kiu klaasi elastsusmoodul

Enamikul juhtudel on see seos kasulikum

3. Mikropainutuskao allikas

Mikropaindekao allikaks on peamiselt välised tegurid. Kui kiudu kasutatakse ainult palja kiuna ilma kaabli moodustamiseta ja vabas ruumis puudub väline jõud, siis mikropaindekao tekkimise võimalus puudub. Kuigi kiu enda geomeetriline ebakorrapärasus võib põhjustada mikropaindekao, võib kiu enda mikropaindekao mõju ignoreerida, kuna tehasekatse on kadumiskatse edukalt sooritanud. See arvestab ainult optilise kiu mikropaindekao mõju, mis vastab välisele fikseerimisele optilises kaablis või seadmes.

Mikropainutuskadude allikad tulenevad peamiselt kolmest aspektist

Esimene on kiu enda disain. Kiu enda disain ei ole mikropaindekao allikas, kuid mikropaindetundlikkuse määrab kiu enda disain. Kiu südamiku disaini mõjutab peamiselt MAC-väärtus. See on kooskõlas Olshansky tunnusvalemiga.

Mida väiksem on MAC, seda väiksem on mikropaindekaotus sama välise häiringu korral.

See kajastub konkreetses kius, üldiselt on G657 kiul väiksem mikropaindekaotus kui G652 kiul.

Kuigi südamiku raadiuse vähendamine ja murdumisnäitaja erinevuse suurendamine võivad vähendada mikropainutuskadu, on kiu parameetrite ja kiu standardiseerimise vaheline korrelatsioon ebatõenäoline, kui muudetakse ainult ühte parameetrit, samal ajal kui teised jäävad samaks. Kuid trend jätkub.

Kiu kattekihi disain võib samuti parandusi tuua. Mikropaindekao lainepikkusest sõltuvus varieerub oluliselt, kui kattele lisatakse spetsiifiline soonekujundus.

Joonisel kujutatud soonelise kiu mikropaindekao lainepikkusest sõltuvus erineb oluliselt standardkiu omast. Sellel joonisel kujutatud standardkiu lainepikkusest sõltuvus ületab veidi tavapäraseid andmeid, peamiselt soonelise disainiga kiu puhul, mille mikropaindekao on lamestatud. See tähendab, et tavapärase probleemi asukoha ja probleemi analüüsi puhul tuleb arvestada kiu konstruktsiooniga, vastasel juhul võib pelgalt kogemustele tuginemine olla eksitav. Kokkuvõttes optimeerib kiu disain mikropaindekao, mis on teatud stsenaariumide korral kasulik.

Teiseks, mikropaindekao allikas on seotud kiudoptilise kaabli teguriga, mis on keerulisem. Keerukus seisneb selles, et kiudoptilisi kaableid on liiga palju ja disain on väga erinev, kuid teatud tüübile spetsiifiline olemine on suhteliselt lihtne. Tüüpiline tegur on katte mõju. Intuitiivselt võib järeldada ka seda, et kate kui esimene kaitseliin kiu kaitsmiseks mängib efektiivse pingejuhtivuse rolli. Kui katet kasutatakse pingeülekandefunktsioonina, siis mida väiksem on sisemine elastsusmoodul ja mida suurem on väline elastsusmoodul, seda väiksem on pingeülekandefunktsiooni väärtus ja vastava mikropaindekao mõju on samuti väiksem. Mida suurem on katte läbimõõt, seda väiksem on teadlikult teada mikropaindekao mõju.

Ilmselgelt on 900 μm läbimõõt palju väiksem kui 250 μm kiu mikropaindekaotus. Samuti on teada, et sama konstruktsiooniga fiiberoptilise kaabli puhul, kuigi 900 μm kiu aktiivsusruum on väike, on tavatingimustes selle mikropaindekaotus kaablis tõepoolest palju väiksem.

Kolmas tegur on kaabli asukoha keskkonna mõju. Mikropainutuskadude keerukuse tõttu puudub praegu standardiseeritud katsemeetod ja üldiselt kasutatakse otse IEC/TR62221 esitatud katsemeetodit. Häiringute kindlaksmääramine on keeruline. Isegi teatud katsemeetodite, katsekeskkondade ja katseseadmete puhul võivad erinevad paigutuskohad anda erinevaid tulemusi. Erinevate laborite ja erinevate katsemeetodite tulemusi ei saa otseselt võrrelda, vaid need on kõik kvalitatiivsed võrdlused. Katsetulemuste puhul tuleb neid eraldi hinnata.