Pluošto lenkimo nuostoliai reiškia signalo praradimą, kuris atsiranda, kai optinis pluoštas sulenkiamas daugiau nei tam tikras spindulys. Šis reiškinys atsiranda dėl šviesos nutekėjimo iš pluošto šerdies, jai keliaujant per apvalkalą. Kai pluoštas sulenkiamas, šviesos spinduliai visiškai atsispindi viduje ties šerdies ir apvalkalo sąsaja. Tačiau jei lenkimo spindulys yra per mažas, kai kurie šviesos spinduliai gali prasiskverbti pro apvalkalą ir sukelti nuostolius.

Pluošto lenkimo nuostoliai priklauso nuo kelių veiksnių:

Lenkimo spindulys: Kuo mažesnis lenkimo spindulys, tuo didesni lenkimo nuostoliai. Taip yra todėl, kad mažesnis lenkimo spindulys lemia didesnį šviesos spindulių išlinkimą, todėl padidėja nuotėkio per apvalkalą tikimybė.

Pluošto tipas: Skirtingų tipų pluoštai pasižymi skirtingomis lenkimo nuostolių charakteristikomis. Pavyzdžiui, vienmodžiai pluoštai paprastai turi mažesnius lenkimo nuostolius, palyginti su daugiamodžiais pluoštais.

Bangos ilgis: Lenkimo nuostoliai gali skirtis priklausomai nuo per pluoštą praleidžiamos šviesos bangos ilgio. Kai kurių bangos ilgių lenkimo nuostoliai gali būti didesni nei kitų.

Pluošto dizainas: Pluošto konstrukcija, įskaitant lūžio rodiklio profilį ir naudojamas medžiagas, gali turėti įtakos lenkimo nuostoliams.

Danga: Pluoštui užteptos dangos tipas ir kokybė gali turėti įtakos jo lankstumui ir atsparumui lenkimo nuostoliams.

Siekiant sumažinti lenkimo nuostolius, svarbu atsargiai elgtis su optiniais pluoštais ir vengti per didelio lenkimo, ypač staigių lenkimų. Šviesolaidiniai kabeliai dažnai projektuojami su apsauginiais sluoksniais ir sutvirtinimais, siekiant sumažinti lenkimo nuostolius ir užtikrinti patikimą signalų perdavimą.

Optinių skaidulų taikymuose sudėtingesnis optinių nuostolių tipas yra mikrolenkimo nuostoliai. Tobulėjant įrenginiams ir optiniams pluoštams, mikrolenkimo nuostoliai yra svarbesnis nuostolių veiksnys. Įrenginyje įdiegiama daugiau tiesioginio optinio komutavimo, o ne elektrinio komutavimo, todėl pluoštas yra jautrus ilgalaikiam įtempimui labai mažoje erdvėje. Plonesnio pluošto, mažesnio skersmens pluošto atveju, sumažinamas dangos storis arba apvalkalo skersmuo; panašiai ir daugiagyslių pluoštų atveju efektyvus apvalkalo storis taip pat labai sumažėja, o tai padidina mikrolenkimo nuostolių riziką.

Mikrolenkimo ir makrolenkimo nuostoliai yra tiesiogiai susiję su lenkimu, tačiau tarp jų yra akivaizdžių skirtumų nuostolių atsiradimo mechanizmo požiūriu. Todėl praktiniame pritaikyme labai svarbu atskirti nuostolius nuo mikrolenkimo ir makrolenkimo pagal nuostolių pobūdį, įskaitant teisingą problemos vietą ir jos sprendimo būdą.

1. Geometrinės deformacijos požiūriu

Mikrolenkimo nuostoliai iš tikrųjų yra nuostoliai, atsirandantys dėl nedidelės pluošto deformacijos, o makrolenkimo nuostoliai yra nuostoliai, atsirandantys dėl tikrojo lenkimo, o išorinis pluošto skersmuo išlieka idealiai pastovus. Tai aiškiai parodo geometrijos skirtumą. Maža pluošto deformacija gali būti traktuojama kaip geometrinio perimetro aukšto dažnio trikdis išilgine pluošto kryptimi. Šis trikdis turi du požymius: amplitudę ir dažnį. Mikrolenkimo scenarijus atsiranda dėl aukšto dažnio ir mažos amplitudės. Galima imituoti išorinį trikdį, o jo dažnis ir amplitudė laikui bėgant kinta atsitiktinai. Atlikus šio atsitiktinio kitimo Furjė transformaciją, dydis yra lygus galiai, o galios spektrinis tankis ir erdvinis dažnis atitinka vienas kitą.

Tai taip pat intuityviai lengva suprasti ir padaryti kokybinę išvadą: kai trikdžių dažnis yra labai didelis, pluošto deformacija yra vienoda, o mikrolenkimo nuostolių įtaka nėra didelė. Tačiau kai trikdžių dažnis yra labai mažas, gali susidaryti tikrasis lenkimas, o makrolenkimo nuostoliai yra dominuojantys.

2. Iš nuostolių mechanizmo

Makrolenkimo nuostolių atveju galima manyti, kad pagrindinės modos (vienmodės skaidulos) modos lauko pasiskirstymas skaidule difunduoja į lenkimo pusę, o ta dalis, kuri difunduoja giliai į apvalkalą, formuos spinduliuotę ir palaipsniui praras spinduliuotę. Mikrolenkimo nuostolių atveju dalis pagrindinės modos galios, sklindančios idealiame skaidule, esant perturbacijai, yra susieta su įvairiomis aukštesnės eilės modomis. Didėjant sklidimo atstumui, šių aukštesnės eilės modų pernešama galia yra spinduliuojama iš dešimties elementų Oran pluošto ir, žinoma, gali būti vėl susieta su pagrindine moda.

Mikrolenkimo nuostolių analizė paprastai grindžiama režimų susiejimo teorija, o pagrindinis ryšys yra šiek tiek sudėtingas.

Kur C yra pagrindinio režimo ir vieno iš aukštesnės eilės režimų sujungimo koeficientas, rodantis, kiek galios bus sujungta iš valdomojo režimo į aukštesnės eilės režimą arba apvalkalo režimą (vienmodis scenarijus). Qfiber yra pluošto trikdis, veikiantis tiesioginiam įtempimui, o Qenv yra trikdis, veikiantis netiesioginiam įtempimui, kai keičiasi aplinka. Šios modeliavimo analizės tikslumą sunku užtikrinti, nes trikdžiai, sukeliantys mikrolenkimo nuostolius, yra labai atsitiktiniai, tačiau analizės tikslas yra pateikti tvirtą vadovą, o tam tikrais atvejais modeliavimo rezultatams apytiksliai įvertinti galima naudoti papildomus koeficientus.

Olšanskis ankstyvojoje stadijoje tyrinėjo ir pasiūlė stebėjimo ryšį.

a -Šerdies spindulys

b - Apdailos spindulys

Delta – lūžio rodiklio skirtumas

EE-polimero dangos elastingumo modulis

Pvz., optinio pluošto stiklo elastingumo modulis

Daugeliu atvejų šis ryšys yra naudingesnis

3. Mikrolenkimo nuostolių šaltinis

Mikrolenkimo nuostolių šaltinis daugiausia yra išoriniai veiksniai. Jei šviesolaidis naudojamas tik kaip plikas šviesolaidis be kabelio formavimo, jei laisvoje erdvėje nėra išorinės jėgos, mikrolenkimo nuostolių galimybės nėra. Nors paties šviesolaidio geometrinis netolygumas gali turėti mikrolenkimo nuostolių galimybę, paties šviesolaidio mikrolenkimo nuostolių įtakos galima ignoruoti, nes gamyklinis bandymas sėkmingai išlaikė nuostolių testą. Atsižvelgiama tik į optinio pluošto mikrolenkimo nuostolių, atitinkančių išorinę fiksaciją optiniame kabelyje ar įrenginyje, įtaką.

Mikro lenkimo nuostolių šaltiniai daugiausia kyla iš trijų aspektų

Pirmasis yra paties pluošto konstrukcija. Pats pluošto dizainas nėra mikrolenkimo nuostolių šaltinis, tačiau jautrumas mikrolenkimui priklauso nuo paties pluošto konstrukcijos. Pluošto šerdies konstrukcijai daugiausia įtakos turi MAC vertė. Tai atitinka Olshansky savybių formulę.

Kuo mažesnis MAC, tuo mažesni bus mikrolenkimo nuostoliai esant tam pačiam išoriniam trikdžiui.

Tai atsispindi konkrečiame pluošte, paprastai G657 pluoštas turi mažiau mikrolenkimo nuostolių nei G652 pluoštas.

Nors šerdies spindulio sumažinimas ir lūžio rodiklio skirtumo padidinimas gali sumažinti mikrolenkimo nuostolius, mažai tikėtina, kad koreliacija tarp pluošto parametrų ir pluošto standartizacijos egzistuos scenarijuje, kai keičiamas tik vienas parametras, o kiti nekeičiami. Tačiau tendencija tęsiasi.

Pluošto apvalkalo konstrukcija taip pat gali pagerinti rezultatus. Mikrolenkimo nuostolių priklausomybė nuo bangos ilgio labai skiriasi, kai apvalkale pridedamas specialus griovelių dizainas.

Paveiksle pavaizduoto griovelio pluošto mikrolenkimo nuostolių bangos ilgio priklausomybė labai skiriasi nuo standartinio pluošto. Šiame paveiksle pavaizduoto standartinio pluošto bangos ilgio priklausomybė šiek tiek viršija įprastus duomenis, daugiausia griovelio konstrukcijos pluoštui, kurio mikrolenkimo nuostoliai yra suplokštinti. Tai reiškia, kad atliekant įprastą problemos vietos nustatymą ir analizę reikia atsižvelgti į pluošto konstrukciją, kitaip vien tik remiantis patirtimi galima būti klaidingam. Apibendrinant galima teigti, kad pluošto konstrukcija optimizuoja mikrolenkimo nuostolius, o tai yra naudinga tam tikrais atvejais.

Antra, mikrolenkimo nuostolių šaltinis yra susijęs su optinio pluošto kabelio veiksniu, kuris yra sudėtingesnis. Sudėtingumas slypi tame, kad yra per daug optinio pluošto kabelių tipų, o jų konstrukcija labai skiriasi, tačiau gana lengva priskirti konkretų tipą. Tipiškas veiksnys yra dangos įtaka. Intuityviai taip pat galima daryti išvadą, kad danga, kaip pirmoji gynybos linija, apsauganti pluoštą, atlieka efektyvaus įtempio laidumo vaidmenį. Jei danga naudojama kaip įtempio perdavimo funkcija, kuo mažesnis vidinis tamprumo modulis, o kuo didesnis išorinis tamprumo modulis, tuo mažesnė įtempio perdavimo funkcijos vertė, o atitinkamo mikrolenkimo nuostolio įtaka taip pat mažesnė. Kuo didesnis dangos skersmuo, tuo mažesnė sąmoningai žinoma mikrolenkimo nuostolių įtaka.

Akivaizdu, kad 900 μm skersmens mikrolenkimo nuostoliai yra daug mažesni nei 250 μm skersmens šviesolaidžio. Taip pat galima žinoti, kad to paties dizaino šviesolaidiniame kabelyje, nors 900 μm skersmens šviesolaidžio aktyvumo erdvė yra maža, įprastomis aplinkybėmis jo mikrolenkimo nuostoliai kabelyje iš tiesų yra daug mažesni.

Trečias veiksnys yra kabelio aplinkos poveikis. Dėl mikrolenkimo nuostolių sudėtingumo šiuo metu nėra standartizuoto bandymo metodo, todėl paprastai tiesiogiai naudojamas IEC/TR62221 pateiktas bandymo metodas. Sunku nustatyti trikdžius. Net ir taikant tam tikrus bandymo metodus, bandymo aplinką ir bandymo įrangą, skirtingos išdėstymo vietos gali duoti skirtingus rezultatus. Skirtingų laboratorijų ir skirtingų bandymo metodų rezultatų negalima tiesiogiai palyginti, visi palyginimai yra kokybiniai. Bandymo rezultatus reikia įvertinti atskirai.