スペクトル特性と損失メカニズムはどのように異なりますか？
マクロベンディングとマイクロベンディングは、光ファイバーにおける2つの異なる現象であり、信号損失を引き起こし、そこを伝搬する光のスペクトル特性に影響を与える可能性があります。
マクロベンディング
- 説明: マクロベンディングは、通常、肉眼で見える、比較的大きな半径の光ファイバーの曲がりを指します。これらの曲がりは、ファイバーが角を曲がるように配線されたり、きつく巻き取られたりするときに発生します。
- スペクトル挙動: 光ファイバーがマクロベンディングされると、ファイバーコア内を伝搬する光は、その速度（コアの屈折率による）が、曲がりの外側にあるクラッド界面での全反射を維持するのに十分でない地点に遭遇します。これにより、光がファイバーから放射されます。スペクトルへの影響は、広範囲の波長にわたって減衰が一般的に増加することであり、短い波長は、よりタイトに閉じ込められているため、しばしば長い波長よりも損失が少なくなります。
- 損失メカニズム: 主な損失メカニズムは放射損失であり、ガイドモードのエバネッセント場が曲がりの外側で臨界角を超えて広がり、光がファイバーから漏れ出す原因となります。この損失は、曲げ半径とファイバーの開口数に大きく依存します。
マイクロベンディング
- 説明: マイクロベンディングは、通常、不均一な圧力、不完全なケーシング、または製造上の欠陥などの外部力によって引き起こされる、ファイバー軸に沿った微視的で局所的かつランダムな変動または歪みを指します。これらは通常、拡大鏡なしでは見えないほど小さいです。
- スペクトル挙動: マイクロベンディングは、ガイドモードと高次放射モードまたはクラッドモードとの間の結合を引き起こします。これにより、異なるモードが異なる影響を受けるため、より広範囲で複雑なスペクトル減衰が生じます。損失は波長に依存する傾向があり、しばしば長い波長でより高い損失を示します。
ファイバーブラッググレーティング（FBG）では、マイクロベンディングはグレーティングに沿って不均一なひずみを誘発し、FBGの反射スペクトルの広がりや歪みを引き起こす可能性があります。 - 損失メカニズム: 主な損失メカニズムはモード結合です。マイクロベンディングは、ファイバーの屈折率プロファイルを周期的に摂動させ、ガイドされた光を放射モードまたはクラッドモードに結合させ、それが消散します。この効果は、マイクロベンディングの空間周期が、ガイドモードと放射モードの間のビート長と一致する場合に特に顕著です。
主な違いの要約:
- スケール: マクロベンドは大きく目に見える曲線です。マイクロベンディングは微視的で局所的な歪みです。
- 原因: マクロベンドは大規模な配線/設置によるものです。マイクロベンディングは局所的な圧力や不完全性によるものです。
- 損失メカニズム: マクロベンドは主に放射損失を引き起こします。マイクロベンディングは主にモード結合を引き起こします。
- スペクトルへの影響: マクロベンドは一般的な減衰を引き起こします（しばしば長波長で悪化します）。マイクロベンドは、より複雑で、しばしば波長依存の減衰を引き起こし、FBGスペクトルを歪ませる可能性があります。
タイトなスペースやマイクロベンディングが発生しやすいシナリオなど、曲げに強い性能が要求されるアプリケーションでは、
OFSCN® G.657 光ファイバーのような特定のファイバータイプが、これらの損失を最小限に抑えるように設計されています。