फाइबर झुकने से होने वाली हानि ऑप्टिकल फाइबर को एक निश्चित त्रिज्या से अधिक मोड़ने पर होने वाले सिग्नल के नुकसान को संदर्भित करता है। यह घटना फाइबर के कोर से प्रकाश के रिसाव के कारण होती है, जब वह क्लैडिंग से होकर गुजरता है। फाइबर को मोड़ने पर, प्रकाश किरणें कोर-क्लैडिंग इंटरफ़ेस पर पूर्ण आंतरिक परावर्तन से गुजरती हैं। हालांकि, यदि मोड़ने की त्रिज्या बहुत कम है, तो कुछ प्रकाश किरणें क्लैडिंग से होकर निकल सकती हैं, जिसके परिणामस्वरूप सिग्नल का नुकसान होता है।

फाइबर बेंडिंग लॉस कई कारकों पर निर्भर करता है:

बेंडिंग त्रिज्या: बेंडिंग त्रिज्या जितनी छोटी होगी, बेंडिंग लॉस उतना ही अधिक होगा। इसका कारण यह है कि छोटी बेंडिंग त्रिज्या के कारण प्रकाश किरणों को अधिक वक्रता का सामना करना पड़ता है, जिससे क्लैडिंग के माध्यम से रिसाव की संभावना बढ़ जाती है।

फाइबर का प्रकार: विभिन्न प्रकार के रेशों में बेंडिंग लॉस की विशेषताएं अलग-अलग होती हैं। उदाहरण के लिए, सिंगल-मोड रेशों में आमतौर पर मल्टीमोड रेशों की तुलना में बेंडिंग लॉस कम होता है।

तरंगदैर्घ्य: फाइबर से होकर गुजरने वाले प्रकाश की तरंगदैर्ध्य के आधार पर बेंडिंग लॉस भिन्न हो सकता है। कुछ तरंगदैर्ध्यों में दूसरों की तुलना में अधिक बेंडिंग लॉस हो सकता है।

फाइबर डिजाइन: फाइबर का डिजाइन, जिसमें अपवर्तनांक प्रोफ़ाइल और उपयोग की गई सामग्री शामिल है, बेंडिंग लॉस को प्रभावित कर सकता है।

कलई करना: फाइबर पर लगाई गई कोटिंग का प्रकार और गुणवत्ता उसकी लचीलता और झुकने से होने वाले नुकसान के प्रतिरोध को प्रभावित कर सकती है।

झुकने से होने वाले नुकसान को कम करने के लिए, ऑप्टिकल फाइबर को सावधानीपूर्वक संभालना और अत्यधिक मोड़ने से बचना महत्वपूर्ण है, खासकर तेज मोड़ों से। फाइबर ऑप्टिक केबल अक्सर झुकने से होने वाले नुकसान को कम करने और संकेतों के विश्वसनीय संचरण को सुनिश्चित करने के लिए सुरक्षात्मक परतों और सुदृढ़ीकरण के साथ डिज़ाइन किए जाते हैं।

ऑप्टिकल फाइबर के अनुप्रयोग में, सूक्ष्म-झुकाव हानि एक अधिक जटिल प्रकार की ऑप्टिकल हानि है। उपकरणों और ऑप्टिकल फाइबर के विकास के साथ, सूक्ष्म-झुकाव हानि एक अधिक चिंताजनक हानि कारक बन गई है। उपकरण में विद्युत स्विचिंग के स्थान पर प्रत्यक्ष ऑप्टिकल स्विचिंग का अधिक उपयोग किया जा रहा है, और फाइबर बहुत छोटे स्थान में दीर्घकालिक तनाव के प्रति संवेदनशील होता है। फाइबर के लिए, कोटिंग की मोटाई कम करके या क्लैडिंग का व्यास कम करके, फाइबर जितना पतला या छोटा होगा, उतनी ही अधिक सूक्ष्म-झुकाव हानि की संभावना बढ़ जाती है। इसी प्रकार, मल्टी-कोर फाइबर के लिए, प्रभावी क्लैडिंग मोटाई भी काफी कम हो जाती है, जिससे सूक्ष्म-झुकाव हानि का खतरा बढ़ जाता है।

सूक्ष्म-झुकाव हानि और स्थूल-झुकाव हानि का संबंध शाब्दिक रूप से झुकने की प्रक्रिया से है, लेकिन हानि घटित होने की क्रियाविधि के संदर्भ में इनमें स्पष्ट अंतर हैं। इसलिए, व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, हानि की प्रकृति के अनुसार उसे सूक्ष्म-झुकाव या स्थूल-झुकाव से अलग करना अत्यंत आवश्यक है, जिससे समस्या का सही स्थान निर्धारण और समाधान संभव हो पाता है।

1. ज्यामितीय विरूपण के संदर्भ में

सूक्ष्म-झुकाव हानि वास्तव में तंतु के मामूली विरूपण के कारण होने वाली हानि है, जबकि वृहद-झुकाव हानि वास्तविक झुकाव के कारण होती है, और तंतु का बाहरी व्यास आदर्श रूप से स्थिर रहता है। इससे ज्यामिति में स्पष्ट अंतर दिखाई देता है। तंतु के छोटे विरूपण को तंतु की अनुदैर्ध्य दिशा में ज्यामितीय परिधि के उच्च-आवृत्ति विक्षोभ के रूप में माना जा सकता है। इस विक्षोभ के दो गुण होते हैं: आयाम और आवृत्ति। सूक्ष्म-झुकाव की स्थिति उच्च आवृत्ति और निम्न आयाम से उत्पन्न होती है। बाहरी विक्षोभ का अनुकरण किया जा सकता है, और इसकी आवृत्ति और आयाम समय के साथ यादृच्छिक रूप से बदलते रहते हैं। इस यादृच्छिक परिवर्तन का फूरियर रूपांतरण करने पर, परिमाण घात के समतुल्य होता है, और घात वर्णक्रमीय घनत्व और स्थानिक आवृत्ति के बीच एक संगत संबंध होता है।

इसे सहज रूप से समझना और गुणात्मक निष्कर्ष निकालना भी आसान है: जब विक्षोभ की आवृत्ति बहुत अधिक होती है, तो फाइबर का विरूपण एकसमान होता है, और सूक्ष्म-झुकाव हानि का प्रभाव अधिक नहीं होता है। हालांकि, जब विक्षोभ की आवृत्ति बहुत कम होती है, तो वास्तविक झुकाव उत्पन्न हो सकता है, और वृहद-झुकाव हानि हावी हो जाती है।

2. हानि तंत्र से

मैक्रो-बेंडिंग लॉस में, यह माना जा सकता है कि फाइबर में फंडामेंटल मोड (सिंगल-मोड फाइबर) का मोड फील्ड वितरण बेंडिंग साइड की ओर फैलता है, और क्लैडिंग में गहराई तक फैलने वाला हिस्सा विकिरण बनाता है और धीरे-धीरे नष्ट हो जाता है। माइक्रो-बेंडिंग लॉस में, आदर्श फाइबर में प्रसारित होने वाले फंडामेंटल मोड की शक्ति का एक हिस्सा विक्षोभ की स्थिति में विभिन्न उच्च-क्रम मोड से जुड़ जाता है। जैसे-जैसे प्रसार दूरी बढ़ती है, इन उच्च-क्रम मोड द्वारा वहन की गई शक्ति ओरान दस-तत्व फाइबर से विकीर्ण होती है, और निश्चित रूप से यह वापस फंडामेंटल मोड से जुड़ सकती है।

सूक्ष्म-झुकने से होने वाले नुकसान का विश्लेषण आमतौर पर मोड कपलिंग सिद्धांत पर आधारित होता है, और मूल संबंध थोड़ा जटिल होता है।

यहां C मूलभूत मोड और उच्च-क्रम मोड में से किसी एक के बीच युग्मन गुणांक है, जो यह दर्शाता है कि निर्देशित मोड से उच्च-क्रम मोड या क्लैडिंग मोड (एकल-मोड परिदृश्य) में कितनी शक्ति का युग्मन होगा। Qfiber प्रत्यक्ष तनाव के तहत फाइबर का विक्षोभ है, और Qenv वातावरण में परिवर्तन होने पर अप्रत्यक्ष तनाव के तहत विक्षोभ है। इस मॉडलिंग विश्लेषण की सटीकता का आकलन करना कठिन है क्योंकि सूक्ष्म-झुकाव हानियों का कारण बनने वाले विक्षोभ अत्यधिक यादृच्छिक होते हैं, लेकिन विश्लेषण का उद्देश्य एक मजबूत मार्गदर्शक प्रदान करना है, और कुछ परिदृश्यों में, सिमुलेशन परिणामों का अनुमान लगाने के लिए अतिरिक्त गुणांकों का उपयोग किया जा सकता है।

ओल्शांस्की ने प्रारंभिक चरण में एक अवलोकन संबंधी संबंध का अध्ययन किया और प्रस्तावित किया।

a - कोर त्रिज्या

b - आवरण त्रिज्या

डेल्टा - अपवर्तनांक अंतर

ईई-पॉलिमर कोटिंग का प्रत्यास्थ मापांक

उदाहरण के लिए - ऑप्टिकल फाइबर ग्लास का प्रत्यास्थ मापांक

अधिकांश उपयोग मामलों में, यह संबंध अधिक सहायक होता है।

3. सूक्ष्म-झुकाव हानि का स्रोत

सूक्ष्म-झुकाव हानि का मुख्य कारण बाहरी कारक होते हैं। यदि फाइबर का उपयोग केवल केबल बनाने के बिना नंगे फाइबर के रूप में किया जाता है, और मुक्त स्थान में कोई बाहरी बल नहीं होता है, तो सूक्ष्म-झुकाव हानि की कोई संभावना नहीं होती है। हालांकि फाइबर की ज्यामितीय अनियमितता के कारण सूक्ष्म-झुकाव हानि हो सकती है, लेकिन फाइबर की सूक्ष्म-झुकाव हानि के प्रभाव को नजरअंदाज किया जा सकता है क्योंकि फैक्ट्री परीक्षण में हानि परीक्षण पास हो चुका है। इसमें केवल ऑप्टिकल केबल या उपकरण में बाहरी फिक्सेशन के कारण ऑप्टिकल फाइबर की सूक्ष्म-झुकाव हानि के प्रभाव पर विचार किया गया है।

सूक्ष्म-झुकाव हानि के स्रोत मुख्य रूप से तीन पहलुओं से आते हैं।

पहला कारक फाइबर की डिज़ाइन है। फाइबर की डिज़ाइन स्वयं सूक्ष्म-झुकाव हानि का स्रोत नहीं है, लेकिन सूक्ष्म-झुकाव के प्रति संवेदनशीलता फाइबर की डिज़ाइन द्वारा ही निर्धारित होती है। फाइबर कोर की डिज़ाइन मुख्य रूप से MAC मान से प्रभावित होती है। यह ओल्शांस्की के विशेषता सूत्र के अनुरूप है।

एमएसी जितना छोटा होगा, समान बाहरी व्यवधान के तहत सूक्ष्म-झुकने की हानि उतनी ही कम होगी।

यह बात विशिष्ट फाइबर में परिलक्षित होती है; सामान्यतः G657 फाइबर में G652 फाइबर की तुलना में सूक्ष्म-झुकाव हानि कम होती है।

हालांकि कोर त्रिज्या को कम करने और अपवर्तनांक अंतर को बढ़ाने से सूक्ष्म-झुकाव हानि को कम किया जा सकता है, लेकिन केवल एक पैरामीटर को बदलने और अन्य को अपरिवर्तित रखने की स्थिति में फाइबर पैरामीटरों और फाइबर के मानकीकरण के बीच सहसंबंध होने की संभावना नहीं है। लेकिन यह प्रवृत्ति जारी है।

फाइबर में क्लैडिंग के डिजाइन से भी सुधार लाया जा सकता है। क्लैडिंग में एक विशिष्ट ग्रूव डिजाइन जोड़ने पर माइक्रोबेंडिंग लॉस की तरंगदैर्ध्य निर्भरता में काफी बदलाव आता है।

चित्र में दर्शाए गए खांचेदार फाइबर के सूक्ष्म-झुकाव हानि की तरंगदैर्ध्य निर्भरता मानक फाइबर से बहुत अलग है। इस चित्र में मानक फाइबर की तरंगदैर्ध्य निर्भरता पारंपरिक आंकड़ों से थोड़ी भिन्न है, मुख्यतः खांचेदार डिज़ाइन वाले फाइबर के लिए, जिसमें सूक्ष्म-झुकाव हानि समतल हो जाती है। इसका अर्थ यह है कि समस्या का सामान्य स्थान निर्धारण और विश्लेषण करते समय फाइबर के डिज़ाइन पर विचार करना आवश्यक है, अन्यथा केवल अनुभव के आधार पर निर्णय लेना भ्रामक हो सकता है। संक्षेप में, फाइबर का डिज़ाइन सूक्ष्म-झुकाव हानि को अनुकूलित करता है, जो कुछ विशेष परिस्थितियों में लाभकारी होता है।

दूसरा, सूक्ष्म-झुकाव हानि का स्रोत ऑप्टिकल फाइबर केबल के कारक से संबंधित है, जो अधिक जटिल है। जटिलता इस तथ्य में निहित है कि ऑप्टिकल फाइबर केबल के कई प्रकार हैं और डिज़ाइन बहुत भिन्न हैं, लेकिन किसी विशिष्ट प्रकार के लिए विशिष्ट होना अपेक्षाकृत आसान है। एक विशिष्ट कारक कोटिंग का प्रभाव है। सहज रूप से, यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि कोटिंग, फाइबर की सुरक्षा के लिए रक्षा की पहली पंक्ति के रूप में, प्रभावी तनाव संवाहक की भूमिका निभाती है। यदि कोटिंग को तनाव स्थानांतरण फ़ंक्शन के रूप में उपयोग किया जाता है, तो आंतरिक प्रत्यास्थता मापांक जितना कम और बाह्य प्रत्यास्थता मापांक जितना अधिक होगा, तनाव स्थानांतरण फ़ंक्शन का मान उतना ही कम होगा, और संबंधित सूक्ष्म-झुकाव हानि का प्रभाव भी उतना ही कम होगा। कोटिंग का व्यास जितना अधिक होता है, सूक्ष्म-झुकाव हानि का प्रभाव उतना ही कम होता है।

स्पष्ट है कि 900um व्यास वाले फाइबर का सूक्ष्म-झुकाव 250um फाइबर के सूक्ष्म-झुकाव से काफी कम होता है। यह भी ज्ञात है कि समान डिज़ाइन वाले फाइबर ऑप्टिक केबल में, यद्यपि 900um फाइबर का सक्रिय क्षेत्र छोटा होता है, सामान्य परिस्थितियों में केबल में इसका सूक्ष्म-झुकाव वास्तव में बहुत कम होता है।

तीसरा कारक उस वातावरण का प्रभाव है जिसमें केबल स्थित है। सूक्ष्म-झुकाव हानि की जटिलता के कारण, वर्तमान में कोई मानकीकृत परीक्षण विधि नहीं है, और आमतौर पर IEC/TR62221 द्वारा प्रदान की गई परीक्षण विधि का ही उपयोग किया जाता है। इससे विक्षोभ का निर्धारण करना कठिन है। कुछ परीक्षण विधियों, परीक्षण वातावरणों और परीक्षण उपकरणों के लिए भी, अलग-अलग स्थानों पर केबल लगाने से परिणाम भिन्न हो सकते हैं। विभिन्न प्रयोगशालाओं और विभिन्न परीक्षण विधियों के परिणामों की सीधे तुलना नहीं की जा सकती, बल्कि ये सभी गुणात्मक तुलनाएँ हैं। इसके परीक्षण परिणामों का अलग से मूल्यांकन करना आवश्यक है।