Kehilangan lenturan gentian merujuk kepada kehilangan isyarat yang berlaku apabila gentian optik dibengkokkan melebihi jejari tertentu. Fenomena ini disebabkan oleh kebocoran cahaya dari teras gentian semasa ia bergerak melalui pelapisan. Apabila gentian dibengkokkan, sinar cahaya mengalami pantulan dalaman penuh pada antara muka teras-pelapisan. Walau bagaimanapun, jika jejari lenturan terlalu kecil, sebahagian daripada sinar cahaya mungkin terlepas melalui pelapisan, mengakibatkan kehilangan.

Kehilangan lenturan gentian bergantung kepada beberapa faktor:

Jejari Lenturan: Lebih kecil jejari lenturan, lebih tinggi kehilangan lenturan. Ini kerana jejari lenturan yang lebih kecil menyebabkan sinaran cahaya mengalami kelengkungan yang lebih besar, lalu meningkatkan kemungkinan kebocoran melalui pelapisan.

Jenis Serat: Jenis gentian yang berbeza mempunyai ciri kehilangan lenturan yang berbeza. Contohnya, gentian mod tunggal biasanya mempunyai kehilangan lenturan yang lebih rendah berbanding gentian berbilang mod.

Panjang gelombang: Kehilangan lenturan boleh berbeza-beza mengikut panjang gelombang cahaya yang dipancarkan melalui gentian. Sesetengah panjang gelombang mungkin mengalami kehilangan lenturan yang lebih tinggi daripada yang lain.

Reka Bentuk Serat: Reka bentuk gentian, termasuk profil indeks biasan dan bahan yang digunakan, boleh mempengaruhi kehilangan lenturan.

Salutan: Jenis dan kualiti salutan yang digunakan pada gentian boleh mempengaruhi fleksibiliti dan rintangannya terhadap kehilangan lenturan.

Untuk meminimumkan kehilangan lenturan, adalah penting untuk mengendalikan gentian optik dengan berhati-hati dan mengelakkan lenturan yang berlebihan, terutamanya lengkungan yang tajam. Kabel gentian optik sering direka bentuk dengan lapisan pelindung dan tetulang untuk mengurangkan kehilangan lenturan dan memastikan penghantaran isyarat yang boleh dipercayai.

Dalam aplikasi gentian optik, jenis kehilangan optik yang lebih kompleks ialah kehilangan mikro-lentur. Dengan perkembangan peranti dan gentian optik, kehilangan mikro-lentur merupakan faktor kehilangan yang lebih membimbangkan. Lebih banyak pensuisan optik langsung diperkenalkan dalam peranti dan bukannya pensuisan elektrik, dan gentian mudah terdedah kepada tekanan jangka panjang dalam ruang yang sangat kecil. Bagi gentian, gentian yang lebih nipis, gentian berdiameter lebih kecil, sama ada dengan mengurangkan ketebalan salutan, atau dengan mengurangkan diameter pelapisan; Begitu juga untuk gentian berbilang teras, ketebalan pelapisan yang berkesan juga akan berkurangan dengan ketara, yang meningkatkan risiko kehilangan mikro-lentur.

Kerugian mikro-lenturan dan kehilangan makro-lenturan secara literalnya berkaitan dengan lenturan, tetapi terdapat perbezaan yang jelas antara keduanya dari sudut pandangan mekanisme kejadian kehilangan. Oleh itu, dalam aplikasi praktikal, adalah sangat perlu untuk membezakan kehilangan daripada mikro-lenturan atau makro-lenturan mengikut sifat kehilangan, yang melibatkan lokasi masalah yang betul dan cara menyelesaikan masalah tersebut.

1. Dari segi ubah bentuk geometri

Kerugian mikro-lenturan sebenarnya merupakan kerugian yang disebabkan oleh sedikit ubah bentuk gentian, manakala kerugian makro-lenturan adalah kerugian yang disebabkan oleh lenturan sebenar, dan diameter luar gentian kekal sebagai pemalar ideal. Ini memberikan perbezaan yang jelas dalam geometri. Ubah bentuk kecil gentian boleh dianggap sebagai gangguan frekuensi tinggi lilitan geometri dalam arah membujur gentian. Gangguan ini mempunyai dua atribut: amplitud dan frekuensi. Adegan mikro-lenturan berasal dari frekuensi tinggi dan amplitud rendah. Gangguan luaran boleh disimulasikan, dan frekuensi serta amplitudnya berubah secara rawak dengan masa. Dengan mengambil transformasi Fourier bagi variasi rawak ini, magnitudnya bersamaan dengan kuasa, dan terdapat padanan yang sepadan antara ketumpatan spektrum kuasa dan frekuensi ruang.

Ini juga mudah difahami secara intuitif dan membuat kesimpulan kualitatif: apabila frekuensi gangguan sangat tinggi, ubah bentuk gentian adalah seragam, dan pengaruh kehilangan mikro-lenturan tidak besar. Walau bagaimanapun, apabila frekuensi gangguan sangat rendah, lenturan sebenar mungkin terbentuk, dan kehilangan makro-lenturan adalah dominan.

2. Daripada mekanisme kerugian

Dalam kehilangan makro-lenturan, boleh dianggap bahawa taburan medan mod mod asas (serat mod tunggal) dalam gentian meresap ke bahagian lenturan, dan bahagian yang meresap jauh ke dalam pelapisan akan membentuk sinaran dan secara beransur-ansur hilang. Dalam kehilangan mikro-lenturan, sebahagian daripada kuasa mod asas yang merambat dalam gentian ideal digandingkan kepada pelbagai mod tertib tinggi di bawah keadaan gangguan. Apabila jarak perambatan meningkat, kuasa yang dibawa oleh mod tertib tinggi ini dipancarkan keluar daripada gentian sepuluh unsur Oran, dan sudah tentu ia boleh digandingkan semula kembali ke mod asas.

Analisis kehilangan mikro-lenturan biasanya berdasarkan teori gandingan mod, dan hubungan asasnya agak rumit.

Di mana C ialah pekali gandingan antara mod asas dan salah satu mod tertib tinggi, yang menunjukkan berapa banyak kuasa yang akan digandingkan daripada mod berpandu kepada mod tertib tinggi atau mod pelapisan (senario mod tunggal). Qfiber ialah gangguan gentian di bawah tegasan langsung, dan Qenv ialah gangguan di bawah tegasan tidak langsung apabila persekitaran berubah. Ketepatan analisis pemodelan ini adalah sukar kerana gangguan yang menyebabkan kehilangan mikro-lenturan adalah sangat rawak, tetapi tujuan analisis adalah untuk memberikan panduan yang kukuh, dan dalam senario tertentu, pekali tambahan boleh digunakan untuk menganggarkan keputusan simulasi.

Olshansky mengkaji dan mencadangkan hubungan pemerhatian pada peringkat awal.

jejari teras a

b - Jejari pelapisan

Perbezaan indeks biasan Delta

Modulus elastik salutan polimer EE

Cth. - Modulus elastik gentian kaca optik

Bagi kebanyakan kes penggunaan, hubungan ini lebih membantu

3. Punca kehilangan mikro-lenturan

Punca kehilangan mikro-lenturan terutamanya adalah faktor luaran. Jika gentian hanya digunakan sebagai gentian kosong tanpa pembentukan kabel, jika tiada daya luaran dalam ruang bebas, tiada kemungkinan kehilangan mikro-lenturan. Walaupun ketidakteraturan geometri gentian itu sendiri mungkin mempunyai kemungkinan kehilangan mikro-lenturan, pengaruh kehilangan mikro-lenturan gentian itu sendiri boleh diabaikan kerana ujian kehilangan telah lulus dalam ujian kilang. Ia hanya mempertimbangkan pengaruh kehilangan mikro-lenturan gentian optik yang sepadan dengan fiksasi luaran dalam kabel atau peranti optik.

Sumber kehilangan mikro-lenturan terutamanya datang daripada tiga aspek

Yang pertama ialah reka bentuk gentian itu sendiri. Reka bentuk gentian itu sendiri bukanlah sumber kehilangan lenturan mikro, tetapi kepekaan terhadap lenturan mikro ditentukan oleh reka bentuk gentian itu sendiri. Reka bentuk teras gentian dipengaruhi terutamanya oleh nilai MAC. Ini selaras dengan formula ciri Olshansky.

Semakin kecil MAC, semakin kecil kehilangan mikro-lenturan akan berada di bawah gangguan luaran yang sama.

Ini tercermin dalam gentian tertentu, secara amnya gentian G657 mempunyai kehilangan mikro-lenturan yang lebih rendah berbanding gentian G652 ·

Walaupun mengurangkan jejari teras dan meningkatkan perbezaan indeks biasan dapat mengurangkan kehilangan mikro-lenturan, korelasi antara parameter gentian dan penyeragaman gentian tidak mungkin wujud dalam senario hanya mengubah satu parameter manakala yang lain tidak berubah. Tetapi trend ini berterusan.

Reka bentuk pelapisan dalam gentian juga boleh membawa penambahbaikan. Kebergantungan panjang gelombang terhadap kehilangan mikrolenturan sangat berbeza apabila reka bentuk alur tertentu ditambah pada pelapisan.

Kebergantungan panjang gelombang bagi kehilangan mikrolenturan gentian beralur dalam rajah adalah sangat berbeza daripada gentian piawai. Kebergantungan panjang gelombang gentian piawai dalam rajah ini sedikit melebihi data konvensional, terutamanya untuk gentian reka bentuk beralur yang kehilangan mikrolenturannya diratakan. Ini bermakna lokasi masalah biasa dan analisis masalah perlu mempertimbangkan reka bentuk gentian, jika tidak, hanya berdasarkan pengalaman boleh mengelirukan. Secara ringkasnya, reka bentuk gentian mengoptimumkan kehilangan mikrolenturan, yang bermanfaat untuk senario tertentu.

Kedua, punca kehilangan mikro-lenturan berkaitan dengan faktor kabel gentian optik, yang lebih kompleks. Kerumitannya terletak pada hakikat bahawa terdapat terlalu banyak jenis kabel gentian optik dan reka bentuknya sangat berbeza, tetapi agak mudah untuk mengkhususkan diri kepada jenis tertentu. Faktor tipikal ialah pengaruh salutan. Secara intuitif, dapat disimpulkan juga bahawa salutan, sebagai barisan pertahanan pertama untuk melindungi gentian, memainkan peranan pengaliran tegasan yang berkesan. Jika salutan digunakan sebagai fungsi pemindahan tegasan, semakin kecil modulus elastik dalaman dan semakin besar modulus elastik luaran, semakin kecil nilai fungsi pemindahan tegasan, dan pengaruh kehilangan mikro-lenturan yang sepadan juga lebih kecil. Semakin besar diameter salutan, semakin kecil pengaruh kehilangan mikro-lenturan yang diketahui secara sedar.

Jelas sekali, diameter 900um jauh lebih kecil daripada kehilangan mikrolenturan gentian 250um. Ia juga boleh diketahui bahawa dalam reka bentuk kabel gentian optik yang sama, walaupun ruang aktiviti gentian 900um adalah kecil, dalam keadaan biasa, kehilangan mikrolenturannya sememangnya jauh lebih kecil dalam kabel.

Faktor ketiga ialah kesan persekitaran tempat kabel itu berada. Disebabkan oleh kerumitan kehilangan mikro-lenturan, tiada kaedah ujian piawai pada masa ini, dan kaedah ujian yang disediakan oleh IEC/TR62221 biasanya digunakan secara langsung. Sukar untuk menentukan gangguannya. Walaupun untuk kaedah ujian, persekitaran ujian dan peralatan ujian tertentu, lokasi penempatan yang berbeza mungkin mempunyai hasil yang berbeza. Keputusan makmal dan kaedah ujian yang berbeza tidak boleh dibandingkan secara langsung, tetapi semuanya adalah perbandingan kualitatif. Untuk keputusan ujiannya, ia perlu dinilai secara berasingan.