光纤微弯损耗

涂层不均匀或横向压力如何导致光纤产生微观波浪形弯曲?

涂层不均匀和侧向压力确实会在光纤中引起微观的弯曲,从而导致微弯损耗。

这些机制导致此类弯曲的方式如下:

  • **涂层不均匀性:**围绕光纤的聚合物涂层提供机械保护并充当缓冲层。如果此涂层存在不均匀性——例如厚度、材料特性或与光纤包层粘附性的变化——它会产生机械刚度不同或应力集中的区域。当光纤受到外力(例如轻微张力、压缩或温度波动)时,这些不均匀区域会导致光纤屈曲或变形为微小的、局部化的弯曲,而不是在其长度上均匀变形。涂层中较弱或较硬的点成为这些微弯曲形成的优先位置。

  • **侧向压力:**当光纤受到垂直于其轴向的压力(侧向压力)时,它会试图释放这种压缩应力。如果这种压力分布不均,或者光纤或其涂层存在固有的缺陷或预应力,光纤可能会变形为一系列微观的弯曲。这种屈曲允许光纤适应局部压缩。这些微小的起伏会破坏光线的平滑路径。

在这两种情况下,这些微观弯曲都会导致在光纤芯中传播的部分光线逸出到包层或完全辐射出光纤。这是因为在纤芯-包层界面处的局部入射角超过了全内反射的临界角。这种逸出的光构成了观察到的光损耗。

为了减轻这些影响,OFSCN 提供各种具有坚固设计的光纤布拉格光栅产品。例如,采用全金属无缝管封装的传感器,如

OFSCN® 合金管封装光纤布拉格光栅应变传感器

由于其刚性封装,固有地抵抗微弯。即使对于裸露的 FBG,光纤的质量及其重新涂层(如

OFSCN® 聚丙烯酸酯光纤布拉格光栅/光纤布拉格光栅字符串(裸)

等产品中所见)在保持机械完整性方面起着至关重要的作用。

以下是光纤如何响应物理变化的通用图示:

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