코팅 불균일 또는 측압이 섬유에 미세한 물결 모양의 굽힘을 유발하는 이유는 무엇입니까?
코팅의 불균일성과 측면 압력은 광섬유에 미세한 물결 모양의 굽힘을 유발하여 마이크로벤딩 손실로 이어질 수 있습니다.
이러한 메커니즘이 이러한 굽힘을 유발하는 방법은 다음과 같습니다:
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코팅 불균일성: 광섬유를 둘러싸고 있는 폴리머 코팅은 기계적 보호 기능을 제공하고 버퍼 역할을 합니다. 이 코팅에 두께, 재료 특성 또는 섬유 클래딩에 대한 접착력의 변화와 같은 불균일성이 있으면 기계적 강성 또는 응력 집중이 다른 영역이 생성됩니다. 섬유에 외부 힘(예: 약간의 장력, 압축 또는 온도 변화)이 가해지면 이러한 불균일한 영역은 섬유가 길이에 걸쳐 균일한 변형을 경험하는 대신 찌그러지거나 국부적인 굽힘으로 변형될 수 있습니다. 코팅의 더 약하거나 더 단단한 지점은 이러한 마이크로벤딩이 형성되는 선호 부위가 됩니다.
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측면 압력: 광섬유에 축에 수직으로 가해지는 압력(측면 압력)이 가해지면 이 압축 응력을 해소하려고 시도합니다. 이 압력이 불균일하게 분포되거나 섬유 또는 코팅 내에 고유한 결함 또는 사전 응력이 있는 경우 섬유는 일련의 미세한 물결 모양 굽힘으로 변형될 수 있습니다. 이 좌굴은 섬유가 국부 압축을 수용할 수 있도록 합니다. 이러한 작은 물결 모양은 빛의 부드러운 경로를 방해합니다.
두 시나리오 모두에서 이러한 미세한 굽힘은 섬유 코어 내에서 전파되는 빛의 일부가 클래딩으로 빠져나가거나 섬유에서 완전히 방사되도록 합니다. 이는 총 내부 반사에 대한 임계 각도를 초과하는 코어-클래딩 계면에서의 입사각 때문입니다. 이 빠져나간 빛이 관찰된 광 손실을 구성합니다.
이러한 효과를 완화하기 위해 OFSCN은 강력한 설계를 갖춘 다양한 광섬유 격자 제품을 제공합니다. 예를 들어,
OFSCN® Alloy Tube Packaged Fiber Bragg Grating Strain Sensor
와 같이 전체 금속 심리스 튜브 패키징이 적용된 센서는 견고한 캡슐화로 인해 본질적으로 마이크로벤딩에 저항합니다. 벗은 FBG의 경우에도
OFSCN® Polyacrylate Fiber Bragg Gratings / Fiber Bragg Grating Strings (bare)
와 같은 제품에서 볼 수 있듯이 광섬유 및 재코팅의 품질이 기계적 무결성을 유지하는 데 중요한 역할을 합니다.
물리적 변화에 대한 광섬유의 반응에 대한 일반적인 예시는 다음과 같습니다:
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