弯曲状态下光纤损耗的研究.
弯曲状态下光纤损耗的研究
被测光纤
光 检
测 器
信号处理 与数字显 示
短接光纤
实验仪器及设备
• 实验仪器：红外光源、光功率计、光纤跳 线及G.652光纤组成。G.652是目前广泛使 用的单模光纤，称为1310nm性能最佳的单 模光纤，又称为色散未移位的光纤。按纤 芯折射率剖面，又可分为匹配包层光纤和 下陷包层光纤两类，两者的性能十分相近， 前者制造简单，但在1550nm波长区的宏弯 损耗和微弯损耗稍大；而后者连接损耗稍 大。
弯曲损耗的类型
•宏弯损耗：它是由光纤实际应用中必需的盘绕、曲折等引起 的宏观弯曲导致的损耗；它是曲率半径比光纤的直径大得多 的弯曲引起的损耗。
微弯损耗：微弯曲是因为光纤在制造过程中内部的应力没
有完全释放而造成的，也可能是使用过程中由于光纤各个部 分受力不均热胀冷缩的不同而导致的损耗。
目前的研究现状 • 在以上背景下，G.657光纤因而应运而生， 与其他光纤相比，它具有极好的弯曲能力， 其适用于光纤接入网，包括位于光纤接入 网终端的建筑物内的各种布线，甚至是弯 曲半径最小的墙角。
研究意义 • 光纤损耗的高低直接影响传输距离或中继 站间隔距离的远近，因此，了解并降低光 纤的损耗对光纤通信有着重大的现实意义。
光纤损耗类型 光纤损耗可分为固有损耗和附加损耗。其 中固有损耗包括散射损耗、吸收损耗和光 纤本身结构不完善引起的损耗；附加损耗 包括弯曲损耗和连接损耗。对于制成并使 用的光纤，我们无法改变其固有损耗和连 接损耗，所以要想降低其损耗，我们只能 通过降低弯曲损耗来实现。另外，随着接 入网光缆的布放和入户光纤的迅速发展， 室内和机房狭小的弯曲半径和存储空间， 使得对光纤弯曲损耗的要求越来越高。
目前的研究现状在以上背景下g657光纤因而应运而生不其他光纤相比它具有极好的弯曲能力其适用于光纤接入网包括位于光纤接入网终端的建筑物内的各种布线甚至是弯曲半径最小的墙角
光纤的宏弯损耗
光纤的宏弯损耗光纤的宏弯损耗是指光纤在弯曲时会导致光信号损失的现象。
光纤作为一种重要的传输介质，广泛应用于通信、电力、医疗等领域。
然而，由于光纤的特殊结构和材料，当光纤被弯曲时，会产生一定的损耗，影响光信号的传输质量和距离。
光纤的宏弯损耗主要源于两个因素：弯曲半径和光纤的折射率。
当光纤被弯曲时，曲率半径越小，光信号的损耗就越大。
这是因为当光纤被弯曲时，光信号会发生折射，部分光信号会逸出光纤，导致信号损失。
而光纤的折射率则决定了光信号在光纤中的传播速度和路径，直接影响光信号的传输质量和损耗情况。
在实际应用中，为了减小光纤的宏弯损耗，人们通常采取以下几种措施。
首先是选择合适的光纤类型和规格。
不同类型和规格的光纤具有不同的折射率和弯曲特性，选择合适的光纤可以降低宏弯损耗。
其次是合理设计光纤的布线和弯曲半径。
在光纤的布线过程中，应尽量避免过度弯曲，特别是在连接点和转弯处，应保持足够的弯曲半径，以减小光纤的宏弯损耗。
使用光纤连接器和接头时，也需要注意减小宏弯损耗。
合适的连接器和接头结构可以降低光信号的损失，提高传输质量。
需要注意的是，光纤的宏弯损耗与光纤的工作波长、光功率等因素也有关系。
不同波长的光信号在光纤中的传输特性不同，可能会导致不同的宏弯损耗。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的光纤和工作参数，以达到最佳的传输效果。
光纤的宏弯损耗是光纤传输中需要重视的问题。
合理选择光纤类型和规格，设计合理的布线和弯曲半径，使用适当的连接器和接头，可以有效降低光纤的宏弯损耗，提高光信号的传输质量和距离。
在光纤应用领域，我们需要不断研究和改进，以满足不同场景下的传输需求，推动光纤技术的发展和应用。
空芯反谐振光纤弯曲损耗与拉制技术的研究
空芯反谐振光纤弯曲损耗与拉制技术的研究空芯反谐振光纤（HCF：Hollow Core Fiber）是一种具有空心中心的光纤结构，由于其独特的波导性能，如低损耗、宽带隔离和高光纤添加能力等特点，近年来受到了广泛的关注和研究。
而与HCF相关的一个重要问题是弯曲损耗，即当HCF被弯曲时光信号的损耗情况。
为了解决这个问题，研究人员通过不同的拉制技术来改善HCF的性能。
HCF的弯曲损耗是由于光信号在空芯和材料之间的模式耦合引起的。
由于空芯中存在的空气折射率较低，光信号在HCF的空芯和材料之间被多次耦合进出，导致较大的损耗。
为了减小这种耦合损耗，研究人员采用了一系列的拉制技术。
首先，一种常用的拉制技术是采用双大孔预制棒法。
这种方法首先通过预制一个双大孔的玻璃圆棒，形成含有空芯的光纤前体。
然后，通过热压和拉伸等步骤将这个前体拉制成最终的HCF。
这种方法可以控制HCF的直径和空芯尺寸，从而改善HCF的波导性能和减小弯曲损耗。
另一种常用的拉制技术是采用氢气氟化抛光法。
这种方法通过使用氢气氟化物和受控的加热来腐蚀HCF的外壁，使其变得光滑。
然后，通过削磨和拉伸等步骤来调整HCF的直径和空芯尺寸。
这种方法可以减小HCF表面的不均匀性和降低弯曲损耗。
此外，还有一些其他的拉制技术被应用于HCF的研究中。
例如，利用电极法可以实现对HCF直径和空芯尺寸的精确控制。
利用多孔山羊防护毛拉制技术可以提高HCF的光学质量和减小弯曲损耗。
利用微软衬底法可以制备出带有压电层的HCF，从而可以实现对HCF波导性能和弯曲损耗的调节。
综上所述，HCF的弯曲损耗与拉制技术密切相关。
不同的拉制技术能够改善HCF的性能，减小弯曲损耗。
通过不断的研究和改进，相信HCF的性能会得到进一步的提高，为光通信和其他领域的应用带来更广阔的前景。
光纤的弯曲损耗、抗弯曲光纤标准G.657及试验
二、光纤弯曲与截止波长的关系
MAC=MFD/λ c，用于表征单模光纤弯 曲（宏弯和微弯）灵敏度的特征，弯曲 损耗随着MFD减小、λ c增加而减小，即 MAC值越小对弯曲损耗越有利。 G.650.1中提到：“光纤截止波长可 以和模场直径结合起来评估光纤的弯曲 敏感性。截止波长大而模场直径小的光 纤更能耐受弯曲。这就是为什么常常想 要规定较大的截止波长c, 哪怕该参 数的上限超过工作波长。但所有的实际 安装技术和光缆设计都应确保缆截止波 长小于工作波长。”这句话很好地解释 了大多数光纤厂家将光纤出厂的截止波 长上限规定为1330nm甚至更高，以及 G.655光纤的截止波长超出PK2200测试 波长范围的原因。 设计图：
一、光纤弯曲损耗的理论和计算
光纤的弯曲损耗归根揭底是由于光不满足全内反射的条件 而造成的。它可分为宏弯损耗和微弯损耗两种：
宏弯损耗：当光纤弯曲时，光在弯曲部分中进行传输，当 超过某个临界曲率时，传导模就会变成辐射模，从而引起光束 功率的损耗。 微弯损耗：微弯曲相应于光纤在其正常（直的）位置附近 以微小偏移作随机振荡。尽管偏移量小（曲率半径可以和光纤 的横截面尺寸相比拟），但振荡周期一般也很小，因而可能发 生急剧的局部弯曲。微弯主要是由制造和安装过程中的应变、 以及由于温度变化引起的光缆材料尺寸变化引起，例如受到侧 压力或者套塑光纤在温度变化时产生的微小不规则弯曲。
( nm )
………………….(7)
光缆结构的松紧也影响截止波长（主要是由于引起微弯），一般而言，对 于同一种光纤，松套光缆截止波长降低较小，带状光缆次之，紧套光纤成缆 后其截止波长降低最大[2]。表2给出了试验结果。 表2 光纤光缆截止波长数据统计平均值
光缆结构 松套光缆 带状光缆 紧套单芯缆 光纤λ cf （nm） 光缆λ cc （nm） 1251 1273 1283 1176 1192 1174 截止波长差 （nm） 75 81 109
骨架式光缆的弯曲半径和弯曲损失分析研究
骨架式光缆的弯曲半径和弯曲损失分析研究引言：随着信息技术的飞速发展，光纤通信作为一种高速、大容量的传输方式得到了广泛应用。
光纤通信的核心是光缆，它承载着巨大的信息流量。
在实际的应用过程中，光缆需要经历各种弯曲和曲折的布置。
然而，弯曲过大或频繁的弯曲会导致光缆的损耗以及传输质量的下降。
因此，对光缆的弯曲半径和弯曲损失进行研究是非常重要的。
本文将从理论和实验两个方面阐述骨架式光缆的弯曲半径和弯曲损失的分析研究。
一、理论研究1. 弯曲半径的基本概念光缆的弯曲半径是指在光缆的单元长度内，光缆的曲线半径大小。
弯曲半径越小，光缆的弯曲就越大。
理论上，光缆的弯曲半径可以非常小，但实际应用中需要考虑光缆的抗弯性能以及传输质量。
2. 弯曲损失的形成机制当光缆被弯曲时，光线在光缆中传输的路径会发生改变，从而导致一部分光信号能量的散失。
这种光信号能量的散失被称为弯曲损失。
光缆的材料、结构和工艺会影响弯曲损失的产生。
3. 弯曲损失的计算方法弯曲损失的计算是光缆设计中的重要工作之一。
目前常用的计算方法有经验公式法和数值仿真法。
经验公式法是通过试验和经验总结得出的近似计算方法，主要用于常见的光缆结构；数值仿真法是基于光传输理论和光缆结构参数，通过计算机模拟进行的。
4. 弯曲半径和弯曲损失的关系弯曲半径和弯曲损失之间存在着一定的关系。
一般来说，当弯曲半径较大时，弯曲损失较小，传输质量较好；弯曲半径较小时，弯曲损失较大，传输质量较差。
因此，合理选择光缆的弯曲半径对于保障光缆的传输质量至关重要。
二、实验研究1. 实验装置介绍本文通过搭建一套实验装置对骨架式光缆的弯曲半径和弯曲损失进行实验研究。
实验装置主要由光纤光源、光功率计、示波器等仪器组成。
2. 实验过程在实验过程中，首先需要准备不同弯曲半径的光缆样品。
然后将样品固定在实验装置中，通过改变弯曲半径，记录弯曲损失和光功率的变化情况。
最后，根据实验数据分析光缆的弯曲半径和弯曲损失的关系。
多模光纤弯曲损耗概要
多模光纤的弯曲损耗实验研究何国财（吉首大学物理科学与信息工程学院，湖南吉首416000）摘要：随着光通讯、光网络、光传感技术的发展，光纤已经被广泛应用于上述系统作为信息载体和敏感元件。
多模光纤以其结构简单、芯径大、耦合效率高，损耗、色散较大而被广泛应用于小型局域网，局域网的铺设线路上往往弯曲较多。
因此，研究弯曲对多模光纤所传输信号的衰减对于合理构建和铺设局域网是十分必要的。
为此，我们实验研究了62.5微米芯径多模石英光纤在相同圈数不同弯曲半径和相同弯曲半径不同圈数情况下的弯曲损耗，得到了如下结论：（1）多模光纤弯曲时有一个4.5厘米到5厘米的临界值。
（2）当弯曲半径大于临界值时，弯曲不对损耗产生影响，当弯曲半径小于临界值时，弯曲半径越小则损耗越大；（3）当弯曲圈数到一定程度时，弯曲圈数不影响损耗。
关键词：多模光纤；弯曲损耗；弯曲半径Experimental study about loss of Multi- molds optical fiberinducing by bendingHe Guocai(College of Physics Science and Information Engineering, Jishou University, Jishou, Hunan 416000)Abstract：Along with development of the optical communication, the optical network, the optical sensor technology, the optical fiber widely is already applied to the above system as the information carrier and the sensitive unit. Multi-molds optical fiber has been applied widely in the LAN for its simple structure, big core diameter, high coupling efficiency, highly waste and big dispersion. The line of LAN always has many bending, therefore, it is necessary to research the bending waste of the multi- molds optical fiber for constructing reasonably and laying down the LAN.For this，it has been experimental study that the bending loss of 62.5-microns- cores-diameters multi-molds silica fiber has the same number of loop with different radius and has the same radius with different number of loop, obtained the following conclusion: (1) The multi- molds optical fiber have a marginal when has curving 4.5 centimeters to 5 centimeters. (2) The winding radius is bigger than marginal, it is not influence lost. The winding radius is more small the lost more big when the winding radius smaller thenmarginal. (3) Winding number circle to certain degree, the winding number circle does not affect the loss.Key word：Multi- molds optical fiber; winding waste; winding radius目录摘要 (Ⅰ)关键字 (Ⅰ)Abstract (Ⅰ)Keywords (Ⅱ)1. 绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 光纤的发展历史、种类及用途 (2)1.3本论文工作的目的、意义和主要内容 (8)2. 光纤传输理论 (8)2.1 光纤的模式理论 (8)2.2 光纤的光线理论 (11)3. 光纤传输特性 (16)3.1 光纤的损耗、色散和非线性 (16)3.2 光纤的宏弯损耗、微弯损耗和弯曲过渡损耗 (19)4. 多模光纤弯曲损耗的实验研究 (23)4.1 实验装置与实验方法 (23)4.2 实验结果与分析 (24)5. 结束语 (28)参考文献 (29)致谢 (30)1 绪论1.1 引言当今的信息时代是以两大技术的出现与发展为基础，同时也是以这两大技术为支撑的。
光纤损耗的原因
光纤损耗的原因
光纤损耗是指光纤中光信号的强度、功率或能量在传输过程中损失的现象。
这种损耗是光纤通信中一个重要的问题。
下面我们来探讨一下光纤损耗的原因。
1.弯曲损耗
光纤细且易弯曲，若弯曲过度，容易导致光线发生反射而损失，弯曲程度越大，反射越多损耗越大。
因此，光纤在使用时要尽可能避免过度弯曲，特别是在光纤接头处。
2.散射损耗
光纤存在微小的面、体、杂质、缺陷等，光束经过时会与这些微小的障碍物发生散射，导致光能量减少，形成光纤损耗。
通常，光纤材料制造过程中如果没有得到很好的净化，或者由于使用过程中人为损坏或外部环境影响，光纤表面或内部可能会产生划痕、凹坑等散射损耗。
3.吸收损耗
光纤内的材料对波长相同但能量较低的光线会进行吸收，导致光
线功率降低。
光纤中常见的吸收材料有氧化铝、石墨、镁等。
4.位移损耗
如果光纤的轴线发生偏移，光线就会发生位移，从而导致光线与
纤芯之间的接触面积减小或完全失去接触，使光信号损失严重。
5.光纤接头问题
光纤接头是光纤网络中最薄弱的环节，不正确的接头方式、接头
磨损、污染、接触不良都会影响到光纤的传输性能，对光能量的损失
越大，损耗就越大。
6.温度变化
温度对光纤的性能会有一定的影响，通常低温会使光纤损耗增加，而高温则可能导致光纤变形、膨胀、蒸发等问题，也会影响光纤损耗。
7.消光损失
光纤中的某些部分在特定波长下可以形成干涉，使光线发生干涉
消光，从而导致光信号强度降低。
不同波长单模光纤的弯曲损耗
不同波长单模光纤的弯曲损耗单模光纤是一种用于传输光信号的光纤，具有较小的光波模式直径和较大的带宽。
在实际应用中，光纤的弯曲会导致信号损耗，因此了解不同波长下的单模光纤弯曲损耗是很重要的。
在本文中，我们将探讨不同波长下的单模光纤弯曲损耗以及其影响因素。
首先，我们先来了解一下单模光纤的结构。
单模光纤主要由两部分构成：光纤芯和光纤包层。
光纤芯是传输光信号的核心区域，通常由高折射率的材料制成。
光纤包层则是用低折射率材料包裹光纤芯，以保持光信号的传输。
在传输的过程中，光信号主要通过光纤芯进行传输。
当光信号沿着光纤传输时，如果光纤发生弯曲，就会引起信号的散射和损耗。
这种损耗被称为弯曲损耗。
弯曲损耗的大小取决于波长、光纤结构和弯曲半径等因素。
波长是一个很重要的因素，因为不同波长的光信号在光纤中的传输特性不同。
一般来说，光纤的折射率会随波长的增加而减小。
这意味着在较长波长的情况下，光信号在光纤中传播的速度会变慢，同时也会引起更大的弯曲损耗。
除了波长，光纤的结构也会对弯曲损耗产生影响。
光纤的结构主要包括光纤芯和光纤包层的材料、直径和折射率等。
一般来说，光纤芯的直径越小，弯曲损耗越小。
而光纤包层的折射率与光纤芯的折射率之间的差距越大，弯曲损耗也会越小。
此外，光纤的弯曲半径也会对弯曲损耗产生影响。
当光纤弯曲半径较小时，弯曲损耗会增加。
在实际应用中，人们通常使用光纤衰减测试仪来测量弯曲损耗。
光纤衰减测试仪是一种可以模拟光纤曲率的设备，通过测量在给定波长下信号的损耗来判断弯曲损耗的大小。
在不同波长下的单模光纤中，通常可以使用测量数据来计算弯曲损耗。
在实验中，人们可以使用不同弯曲半径的光纤样品，并测量在每个波长下的光信号损耗。
通过分析这些数据，可以得到不同波长下单模光纤的弯曲损耗特性。
总的来说，不同波长下的单模光纤的弯曲损耗由波长、光纤结构和弯曲半径等因素共同决定。
在实际应用中，了解这些因素对光纤传输的影响，可以帮助我们优化光纤设备的设计和性能。
光纤的弯曲损耗
光纤的弯曲损耗
光纤的弯曲损耗是光纤损耗特性的一种。
由于光纤需要在不同的环境中进行安装，因此其必须具有一定的弯曲性。
根据光纤弯曲的程度不同，光纤的弯曲损耗可以分为宏弯损耗和微弯损耗。
宏弯损耗是由于整个光纤轴线的弯曲所引起的。
当光束在光纤的直或平的部分与光纤的轴线形成临界传播角时，它能够正常地在光纤中传播。
然而，当同一光束射到光纤弯曲部分的边界处时，其传播角会增大并可能超过临界值，从而导致光束在弯曲的光纤中无法满足全内反射的条件。
这意味着部分光束会从光纤的纤芯中逃离出去，到达目的地的光功率会比从光源发出的进入光纤时的光功率小，从而产生宏弯损耗。
这是造成光在光纤中传播时所产生的总衰减的最主要原因之一。
微弯损耗则是由光纤轴线的微小畸变所引起的。
纤芯包层接口在几何上的不完善可能会导致在相应区域上出现微观的凸起或凹陷。
当光束以临界传播角在这些不完善点处进行反射时，其传播角可能会发生变化，从而不再满足全内反射的条件。
这会导致部分光束被折射掉，即它们会从纤芯中泄露出，从而产生微弯损耗。
由于没有直接的方法来消除产生光功率损耗的原因，因此在弯曲光纤时需要格外小心。
为了最大限度地减少这种损耗，应该尽量保持光纤的直或平，并避免任何可能导致其发生畸变的因素。
光纤的宏弯损耗
光纤的宏弯损耗光纤作为一种重要的通信传输介质，其优势在于高带宽、低损耗、抗干扰等特点。
然而，光纤在使用过程中也会遇到一些问题，其中之一就是宏弯损耗。
宏弯损耗是指光纤在大曲率半径的弯曲处产生的光信号损耗。
本文将从宏弯损耗的原因、影响因素以及解决方法等方面进行介绍。
我们来了解一下宏弯损耗的原因。
宏弯损耗主要是由于光纤在弯曲处会发生光的散射和逃逸现象导致的。
当光线在弯曲的光纤中传输时，由于光在介质中的传播速度和方向的改变，会导致部分光线从光纤中逸出，从而引起光信号的损耗。
此外，光在光纤中的传播是通过全反射的方式，而在弯曲处，光线的入射角度会超过全反射的临界角，从而发生散射现象，也会造成光信号的损耗。
宏弯损耗的大小受到多种影响因素的综合作用。
首先是弯曲半径的影响。
当弯曲半径较小时，弯曲处的光线受到的弯曲程度较大，从而增加了光线的散射和逃逸现象，导致宏弯损耗增大。
因此，保持较大的弯曲半径是减小宏弯损耗的重要方法之一。
其次是光纤的类型和材料。
不同类型的光纤在对光线的传输和弯曲度的要求上有所不同，一些特殊材料的光纤具有更好的宏弯损耗性能。
此外，光纤的外层涂层也会对宏弯损耗产生影响，一些特殊涂层能够减少光线的散射和逃逸现象，从而降低宏弯损耗。
针对宏弯损耗问题，可以采取一些解决方法。
首先是合理的布线设计。
在光纤布线过程中，可以选择合适的光纤类型和材料，以及合适的弯曲半径，从而减小宏弯损耗。
其次是使用特殊的光纤。
一些具有特殊涂层的光纤能够减小光线的散射和逃逸现象，降低宏弯损耗。
此外，还可以通过优化光纤的连接方式，减少光纤之间的弯曲程度，从而降低宏弯损耗。
另外，及时清理和维护光纤也是减小宏弯损耗的有效措施。
总结一下，光纤的宏弯损耗是光纤传输过程中的一个重要问题。
宏弯损耗的产生主要是由于光纤弯曲处的光线散射和逃逸现象导致的。
宏弯损耗的大小受到多种因素的综合影响，包括弯曲半径、光纤类型和材料等。
针对宏弯损耗问题，可以采取合理的布线设计、使用特殊的光纤以及优化连接方式等方法来减小宏弯损耗。
光纤弯曲损耗的研究应用
光纤弯曲损耗的研究应用光纤是一种高速传输信息的重要工具，它被广泛应用于通信、医疗、军事、航空航天等领域，是现代科学技术的重要组成部分。
然而，在光纤传输信息的过程中，由于光纤的弯曲，会引起信号传输的信号损失，这对光纤的传输质量和传输距离都会产生较大的影响。
为了提高光纤的传输性能，研究光纤弯曲损耗成为了目前研究的热点之一。
光纤弯曲损耗指的是光在弯曲光纤中传输时，由于折射率的变化，光的能量因损耗而减弱的现象。
这种损失会导致光的强度减弱，从而影响光信号在光纤中的传输质量，损失的程度取决于光纤的半径、曲率、波长等因素。
研究光纤弯曲损耗通常采用实验和理论相结合的方法。
实验可以通过在不同曲率、半径及材料的光纤上研究光纤弯曲损耗，从而了解其影响因素及损失程度。
理论方面，主要采用电磁波传输理论、光学传输理论和数值计算方法等，根据光纤折射率分布、几何形状等参数，计算出适当曲率下的光纤弯曲损耗，从而为光纤的设计和优化提供理论指导。
1、光通信系统中的应用在光通信系统中，传输距离和传输带宽是非常关键的因素，而光纤的弯曲损耗是影响它们的重要障碍。
因此，在光纤的选择、安装和调试过程中，需要根据实际情况，选用合适的光纤以及控制弯曲半径和曲率等参数，以减小光纤的信号损失，保证光信号的传输质量和距离。
其次，利用光纤弯曲损耗的特性可以实现光纤传感器的设计和制造，在光纤表面附上压电陶瓷、光纤光栅等传感器，可以快速高效地检测压力、温度、形变等信息，而不影响光纤传输的质量。
2、医疗影像中的应用光纤在医疗影像中扮演着至关重要的角色，它可以实现光学成像和控制，其优点包括较高的分辨率、无线电磁辐射和安全等特性，受到了广泛的关注。
同时，光纤的弯曲损耗也是医疗影像中不可忽视的因素之一。
通过研究光纤弯曲损耗，可以在光学成像中减少图像失真、提高图像质量和分辨率，同时有效地降低光纤的信号损失，从而提高医疗成像的精度和安全性。
3、航空航天中的应用光纤在航空航天中的应用主要涉及到通信、导航和飞行控制等领域。
光纤微弯损耗
光纤微弯损耗
光纤微弯损耗指的是光纤在弯曲时产生的光信号损耗。
当光线沿着光纤传输时，如果光纤被弯曲，光线会因为弯曲而发生折射，部分光线会超出光纤的接受角度而发生漏射，从而导致光信号损失。
这种损耗称为微弯损耗。
光纤微弯损耗会导致光纤传输的损耗和信号衰减，从而影响光纤通信的性能和传输距离。
为了减小微弯损耗，通常采取以下措施：
1. 选择合适的光纤：不同光纤具有不同的抗微弯能力，选择抗微弯性能较好的光纤可以减小微弯损耗。
2. 优化布线：在光纤布线时，避免过度弯曲光纤，尽量采用大半径的弯曲。
3. 使用光纤保护套管：在需要穿越狭窄空间或需要经常弯曲的场合，可以使用光纤保护套管来减小光纤的微弯损耗。
4. 使用光纤补偿器：在信号传输过程中，如果需要经过大角度的弯曲，可以使用光纤补偿器来进行信号的补偿和恢复。
总之，通过合理选择光纤和布线方式，并采取相应的保护措施，可以有效减小光纤微弯损耗，提高光纤通信的性能。
光纤中产生传输损耗的原因
光纤中产生传输损耗的原因
光纤在现代通信领域中被广泛应用，然而在光信号传输的过程中，会产生一定
的传输损耗。
这些损耗的主要原因包括以下几点：
1. 吸收损耗：光纤中的材料对光的能量有一定的吸收，并将其转化为热能。
这
种吸收导致光信号能量的减弱，从而造成传输损耗。
2. 散射损耗：光纤中杂质、不均匀性或结构缺陷会导致光信号的扩散或散射，
使光信号能量在传输过程中损失。
散射损耗可分为Rayleigh散射、Mie散射和弹性散射等几种形式。
3. 弯曲损耗：光纤在弯曲或弯折的情况下，由于光信号的传播路径不再是直线，会导致信号的散失。
较小的弯曲半径和较大的弯曲角度都能引起更大的传输损耗。
4. 线性损耗：光纤中的材料具有一定的透光率，因此光信号会沿着光纤的长度
方向逐渐减弱。
这种线性损耗主要由光纤本身的特性引起。
5. 热效应损耗：光信号的强度与光纤的温度密切相关，当光纤发生温度变化时，光信号的强度也会相应发生变化。
热效应损耗主要包括热导、热辐射和热吸收等。
6. 耦合损耗：光纤系统中，光源、光纤和接收器之间存在着光信号的耦合过程，而耦合过程中会产生一定的能量损失，从而导致传输损耗。
了解和掌握这些光纤中产生传输损耗的原因，对于光纤通信系统的设计和维护
具有重要意义。
在实际应用中，科学有效地减小这些损耗，提高光信号的传输质量和效率，将会对光纤通信技术的发展产生积极的影响。
光纤弯曲损耗的研究与测试
对于折射率突变型单模光纤，设曲率半径为 R，则每单
位 长 度 的 弯 曲 损 耗 可 由 式 （1）给 出 [1]。
αc=AC
-
R
1 2
exp(-UR)
（1）
近似公式：
3
λ λ U≈0.705 Δ 2 λ
2.748-0.996 λ λcf
3
（2）
3
λ λ 1 - 1
AC≈30Δ 4 λ 2
λcf λ
弯曲不敏感光纤在此背景下应运而生， 并迅速成为众 多国际标准化组织的热点研究课题。ITU-T SG15 在 2006 年 12 月发布了新的光纤门类标准 G.657 《适用于接入网的弯 曲不敏感光纤》，目的是推荐相对于 G.652 光纤而言弯曲性 能得到极大改善的 G.657 光纤。 G.657 光纤改进了宏弯损 耗，在极小的弯曲半径下能够保证极低的宏弯损耗，因此可 用于小体积的容纤盒以及电信机房、 用户驻地或公寓内的
芯－包层相对折射率差，E 是涂料层的杨 氏 模 量 ，Ef 是 光 纤
的杨氏模量。 式（5）、式（6）表明，对于给定的截止波长和工
作波长，微弯损耗与折射率差有很强的相依关系。
3 光纤弯曲损耗与截止波长的关系
光纤的截止波长受诸多因素的影响 （甚至包括测量条
件）。 弯曲直径和光纤长度也影响单模光纤的截止波长，它
研究与开发
电信科学 2009 年第 7 期
光纤弯曲损耗的研究与测试
摘要
薛梦驰 （电信科学技术第五研究所 成都 611731）
本文从光纤弯曲损耗的理论入手，重点介绍了光纤弯曲损耗的计算以及弯曲损耗与截止波长、高功 率 激 光 注 入 、光 纤 寿 命 等 因 素 的 关 系 ， 针 对 弯 曲 不 敏 感 光 纤 （G.657） 和 其 他 普 通 单 模 光 纤 （G.65x） 进 行了弯曲损耗的对比测试，以期为光纤接入网的设计和工程技术人员提供参考。
浅谈光纤的弯曲损耗和微弯损耗及其应用
浅谈光纤的弯曲损耗和微弯损耗及其应用光纤通信技术的飞速发展冲击了当今所有的通信技术领域。
目前全世界已敷设光纤数亿km，光纤通信不仅在陆地上使用，而且还形成了跨越大西洋和太平洋的海底光缆线路，光缆几乎包围了整个地球。
本文将对光纤应用中的两种弯曲损耗情况试着进行分析并简要说明其应用。
光纤的弯曲损耗和微弯损耗都是由于光不满足全内反射的条件而造成的。
1弯曲损耗1.1弯曲损耗的机理现代光纤最重要的优点之一就是它的易弯曲性，如果光纤弯曲的曲率半径太小，将引起光的传播途径的改变，使光从纤芯渗透到包层，甚至有可能穿过包层向外渗漏。
在正常情况下，光在光纤里沿轴向传播的常数β应满足：n2k0＜β＜n1k0。
当光纤弯曲时，光在弯曲部分中进行传输，要想保持同相位的电场和磁场在一个平面里，则越靠近外侧，其速度就会越大。
当传到某一位置时，其相速度就会超过光速，这意味着传导模要变成辐射模，所以，光束功率的一部分会损耗掉，这也就意味着衰减将会增加。
光纤成缆、现场敷设、光缆接头等场合都会引起光纤的弯曲损耗。
一般，对于给定的折射率差、工作波长和截止波长，有一个临界曲率半径RC，当实际曲率半径接近RC时，弯曲损耗从可以忽略的数值急剧增加到不可容忍的数值。
在通常波段（1 000 nm）处，有效的RC近似公式为：1.3弯曲损耗的应用（1）模式过滤器：过滤就是对高级模式的去除，只要弯曲一下，光纤就可以作为模式过滤器。
（2）衰减器：衰减器是在控制状态下减少传输功率的装置。
有一类衰减器只要将用于传输的光纤转几圈就可以了，根本不需要引入外部器件，使用这种衰减器，可以通过控制光纤以给定的半径所转的圈数来控制衰减量。
（3）熔接机：使用弯曲损耗来控制熔接质量。
熔接是通过将光纤的端面熔化后将两根光纤连接在一起的过程，这个过程与金属焊接过程类似。
（4）光纤识别仪：光纤识别仪是一种利用光纤弯曲效果的仪器。
当将一根光纤弯曲时，有些光会从光纤中辐射出来，这些光就会被光纤识别仪检测到，在不切断光纤、不中断通信的条件下，技术人员根据这些光可以将多芯光纤或单根光纤从其他光纤中识别出来，并检测光的状态及方向。
光纤的弯曲损耗 -回复
光纤的弯曲损耗-回复光纤的弯曲损耗：从原理到影响及解决方法光纤是一种用于传输光信号的细长柔性材料，广泛应用于通信、医疗、科研等领域。
然而，在实际应用中，光纤的弯曲会引起信号衰减，从而导致数据传输质量下降。
本文将以“光纤的弯曲损耗”为主题，详细介绍其原理、影响因素以及解决方法。
一、光纤的弯曲损耗原理光纤的弯曲损耗是指当光纤被弯曲时，光信号在光纤中传播过程中发生的能量损耗。
这种损耗主要源自于光纤内部的两个机制：弯曲时产生的光信号耦合和弯曲时引起的模式耦合。
1. 光信号耦合当光纤被弯曲时，光信号会受到损耗，因为光信号会从原本沿着纤芯传播的单模光纤转移到了纤芯以外，多模光纤中的其他模式上。
这个过程叫做光信号耦合。
耦合的程度取决于纤芯和包层的折射率差异、纤芯直径和弯曲角度。
2. 模式耦合弯曲光纤还会引起光信号的模式耦合。
光纤内部有多个模式（光在纤芯中传播的不同路径），当光信号遇到弯曲时，会从一个模式转移到另一个模式，从而导致信号衰减。
这种模式耦合引起的损耗比较复杂，需要进行详细的光学分析才能确定。
二、影响光纤弯曲损耗的因素光纤的弯曲损耗受到多个因素的影响，主要包括以下几个方面：1. 弯曲半径：弯曲半径越小，损耗越大。
当纤芯直径较大，弯曲半径较小时，弯曲损耗会增加。
2. 纤芯直径：纤芯直径越大，损耗越小。
因为较大的纤芯直径减小了光信号与包层的接触面积，减少了耦合过程中的能量损耗。
3. 包层材料：包层材料的折射率差异较大时，损耗较小。
差异较大的折射率可以减少耦合过程中的能量损耗。
4. 光纤弯曲角度：较大的弯曲角度会导致信号散失，增加损耗。
可以适当增大弯曲角度以减小损耗。
5. 光纤的制作工艺：不同制作工艺下的光纤弯曲损耗可能有所不同。
因此，在制作过程中需要注意工艺控制以减小光纤的弯曲损耗。
三、光纤弯曲损耗的解决方法为了减小光纤的弯曲损耗，可以从以下几个方面着手：1. 优化光纤的设计：通过调整光纤的纤芯直径、包层材料选择和制作工艺等，来减小弯曲损耗。
光纤的弯曲损耗抗弯曲光纤标准G及试验PPT课件
光纤的弯曲损耗、 抗弯曲光纤标准G.657及试验
2007年9 月
成都大唐线缆有限公司： 电信科学技术第五研究所：
薛梦 驰
引言
随着接入网光缆的布放和FTTH的迅速发展，室内和机房狭 小的弯曲半径和存储空间，使得对光纤弯曲损耗的要求越来越 高。在此背景下，抗弯曲光纤近期已成为ITU-T SG15组和SG6 组的热点研究课题，G.657光纤因而应运而生。
光纤的弯曲损耗归根揭底是由于光不满足全内反射的条件 而造成的。它可分为宏弯损耗和微弯损耗两种：
➢ 宏弯损耗：当光纤弯曲时，光在弯曲部分中进行传输，当超 过某个临界曲率时，传导模就会变成辐射模，从而引起光束功 率的损耗。
➢ 微弯损耗：微弯曲相应于光纤在其正常（直的）位置附近以 微小偏移作随机振荡。尽管偏移量小（曲率半径可以和光纤的 横截面尺寸相比拟），但振荡周期一般也很小，因而可能发生 急剧的局部弯曲。微弯主要是由制造和安装过程中的应变、以 及由于温度变化引起的光缆材料尺寸变化引起，例如受到侧压 力或者套塑光纤在温度变化时产生的微小不规则弯曲。
弯曲10圈宏弯损耗为3.8dB，这比前者上升了75倍，这种非常 急剧的增加明显是由于（1）式中的指数项引起的。此计算结果 与实测值相比有比较好的近似程度。
一、光纤弯曲损耗的理论和计算
➢ 针对给定的折射率差、工作波长和截止波长，可以定义一个临界曲
率半径Rc，当实际曲率半径接近Rc时，弯曲损耗从可以忽略的程度急
制导光纤弯曲损耗研究
第35卷，增刊红外与激光工程2006年10月、b1．35S uppl e I ne nt Il l fr ∽d aI ld LaSer E ngi Il ee 血goct ．2()06制导光纤弯曲损耗研究崔得东1，郝重阳1，宁瑾歌2(1．西北工业大学光电学院，陕西西安710071；2．中国兵器工业第二零三研究所，陕西西安710065)摘要：分析了制导光纤在缠绕状态下产生附加损耗的因素，建立一套解析模型，’用来分析在精密缠绕过程中固有的交绕区的微弯损耗，并且将其结果与试验数据进行了比较。
低温条件下，附加的光损耗主要来自于：(1)低温条件下的由于包层材料的杨氏模量的增大，使得交绕区微弯增大；(2)由于缠绕张力的增大使径向压力增加。
对交绕区微弯建立起来的模型还可以用来预测在一定张力条件下缠绕的光纤损耗的趋势。
针对实际的制导光纤，给出了实测的光纤弯曲损耗曲线和低温条件下的附加损耗数据，结论说明在适当的条件下，制导光纤的弯曲附加损耗和低温条件下附加损耗是能够满足制导系统的实际要求的。
关键词：制导；光纤；附加损耗中图分类号：TN 253文献标识码：A 文章编号：1007—2276(2006)增E ．0001．05R es ear ch on bendi ng l oss e s of gui dance opt i cal 6berC U ID e —don91，H A O C hong ．y 觚91，N I N G J i l l ．ge_．(1．Nor 由训}蜘Pc 惭hnicmuni vc 塔“y')(i ’柚7100r 72，c 艋I la ；2．Chi na 0l _dn 蚰∞I nd usn 试N o ．203I ns 曲他)(i ’龇7l ∞65，a 吐na)A bst r ac t ：I I l t ll is paper ’m e f 她t or s ar c 锄al yz ed w l l i ch caus e addi t i onal l oss e s of gui daI l ce 0p 疵a l 丘b 町unde r w i ndedst at e ，an aI l al yt i c al m odel w hi ch us ed t o 硼al ysi s I I l i cr o be nd l oss e s of cr os s 陀gi o n produci I l g i n t 11e w i nd i ng process i s es t a _bl i s k 遍，t he al l al ys i s r e sul t s and t e st dat aa r e com par ed ．U nder m e l ow tem p 础r e condi t i on ，m e a ddi t i ona l l os se s m ai l l l y coI I l e f bm ：(1)A t l ow t em perat ure ，II l i cr o-bend of c r oss r eg i on t end t o bi gger due t 0i ncr em ent of Y bung 7s modul us of tl l e cl ad di ng m at er i al s of opt i ca l f i ber ；(2)R ais i ng of m di al pre ss due t o Ⅱl e i nc 彻nent of w i nd i ng t e nsi l e f br ce ．The aI l al yt i c al m odel w hi c h e st abl i shes m ay pre di ct t he 骶nd ofl os ses O f 0pt i c al f i b er pr od uced i n m e w i nd i ng pr oces s wi t l l som e t e nsi l e f brce ，t oo ．A i m at 柚a ct ual gui dance o 砸cal f i ber ，m e dat a 0f a ddi t i onal l O s s es of f i be r at l ow t em perat ur e aI l d t he add “i onal l os ses of dat a ar e gi V en i n me pa per ，t I l e concl us i on s ho w s t ll at t Ile dat a of a ddi t i onal l oss e s of gui da Il ce 0pt i ca l 舶er cau s ed by bendi I lg 锄d l ow t cm pc 咖r e c 锄m eet t he∞t l l al I l eeds of f i be r opt i ca l gui dance syst em ．K e y w or ds ：G ui d 锄ce ；opt i cal f iber ．A ddi ti onal 10s s es收藕日期t 200鲫8．12作者筒介：崔得东(1964．)，男。
G.652光纤弯曲损耗的研究讲解
天津工业大学毕业论文G.652光纤弯曲损耗的研究姓名学院专业指导教师职称2014年6 月5 日摘要伴随着互联网的进一步普及和高带宽应用，市场对网络带宽的需求持续增长。
最近几年，全球的运营商都将光纤通信网络建设的重点放在光纤接入网。
因此，光纤到户技术FTTH(Fiber To The Home )得到了迅猛的发展。
但是，目前所使用的接入网光纤有一个很大的问题，那就是弯曲损耗过大。
因此，2009年底，国际电信联盟提出了最新的具有弯曲不敏感特性的光纤，也就是G.657光纤，以此来适应市场的需求。
和市场上目前使用最广泛的G.652光纤相比，G657光纤的弯曲损耗比较低，其适用于光纤接入网，包括位于光纤接入网终端的建筑物内的各种布线，甚至是弯曲半径最小的墙角。
本文以研究G652光纤的弯曲损耗为目的，首先分析光纤产生弯曲损耗的机理，然后通过设计合理的弯曲性实验，通过弯曲实验测量出G.652光纤相关的弯曲损耗，对G.652光纤的正确使用有着重要的参考价值以及对光纤技术的发展有重要意义。
关键词：抗弯曲光纤；G.657光纤；损耗；G.652光纤；FTTHABSTRACTWith the further popularization of Internet and the high bandwidth applications, the market demand for network bandwidth growth. In recent years, the global operators will focus on the construction of optical fiber communication network in optical access network. Therefore, FTTH technology FTTH (Fiber To The Home) has been the rapid development. However, there is a big problem at present the use of fiber in the access network, the bending loss is too large. Therefore, at the end of 2009, the International Telecommunication Union presented the latest with fiber bend insensitive fiber, also known as G.657, in order to meet the needs of the market. And on the market at present the most widely used G.652 fiber bending loss compared, G657 fiber is relatively low, which is suitable for optical fiber access network, including the fiber access network terminal building wiring, and even the smallest bending radius.The purpose of this paper is to study the G652 fiber bending loss, first analyzes the mechanism of fiber bending loss, then through bending experiment design is reasonable, the bending experiments of bending loss in fiber G.652 related, is important for correct use of G.652 fiber has important reference value and the development of optical fiber technology.Key words：Bending loss；G.657 fiber；Loss；G.652 fiber；FTTH目录第一章绪论 (1)1.1 课题研究背景 (1)1.2 国内外研究现状和应用情况 (1)1.3 本文主要的结构安排 (3)第二章光纤的损耗极其测量方法 (4)2.1 光纤的损耗 (4)2.1.1 光纤的宏弯损耗 (5)2.1.2 宏弯和微弯对损耗的影响 (6)2.2 测量光纤损耗的方法 (7)2.2.1 截断法测量光纤的损耗 (7)2.2.2 插入法测量光纤的损耗 (7)2.2.3 后向散射法（OTDR）测量光纤的损耗 (8)第三章抗弯曲G.657光纤和G.652光纤的介绍 (9)3.1 G.657光纤分类 (9)3.2 G.657光纤抗弯曲特性 (9)3.2.1 G.657A光纤抗弯曲特性 (9)3.2.2 G.657B光纤抗弯曲特性 (10)3.3 G.657 低弯曲损耗光纤性能分析 (10)3.4 G.652光纤分类 (10)3.5 G.652光纤的主要参数 (11)第四章 G.652光纤的弯曲损耗测量 (12)4.1 实验装置 (12)4.3 实验步骤 (13)4.4 实验数据 (13)4.5 结论与分析 (14)第五章总结 (17)参考文献 (18)附录 (20)1.英文文献 (20)2.中文翻译 (23)致谢 (25)天津工业大学2014届本科生毕业论文第一章绪论1.1 课题研究背景光纤通信是指利用光纤为载体，通过光信号传播来传输信息通信方式，虽然它的出现和发展历史不过三四十年，但是已经给世界通信界带来了巨大的变化。
光纤弯曲损耗特性的理论与实验研究
第6卷 第4期 2008年8月光学与光电技术OPTICS &OP TO EL ECTRON IC TECHNOLO GYVol.6,No.4 August ,2008 收稿日期 2007210210; 收到修改稿日期 2007211228作者简介 周情(1982-),女,硕士研究生,主要从事激光与光通信技术的研究。
E 2mail :zhouqing8285@文章编号:167223392(2008)0420032204光纤弯曲损耗特性的理论与实验研究周 情 冯国英 李小东 夏天娇(四川大学电子信息学院光电系,四川成都610064)摘要 为了减小在长距离光纤通信中存在的弯曲损耗和利用光纤激光器中的弯曲损耗获得单模输出,利用速度法解释了光纤弯曲损耗机制,采用Marcuse 理论研究了弯曲损耗随弯曲半径、波长和纤芯半径变化的关系。
通过计算机仿真和实验得出弯曲损耗随弯曲半径的减小而增大,随波长的增大而增大,随纤芯半径的增大而增大,高阶模式的损耗大于低阶模式。
利用这一结论就可以通过控制弯曲半径在临界半径以内来减小通信中的弯曲损耗,通过增大模场半径来实现光纤激光器中的单模输出。
关键词 光纤通信;光纤激光器;弯曲损耗;单模中图分类号 TN929.1 文献标识码 A1 引 言在长距离光纤通信中,研究光纤的弯曲损耗问题具有很强的现实意义,对制备优良的光纤具有指导作用[1]。
近年来,对双包层光纤激光器中光纤弯曲问题的研究很多[2]。
美国的Naval Research Lab.[3]使用掺Yb 的纤芯半径为25μm 的双包层多模光纤,在波长为974nm 的光的抽运作用下,将其缠绕成半径为1.7～3.7cm 的圆环状,获得了单模工作模式,得出了光纤弯曲时低阶模的损耗低于高阶模的损耗的结论。
在20世纪90年代初期,德国研究人员推导了单模光纤的弯曲损耗与弯曲半径和波长的关系,并对弯曲损耗随弯曲半径和工作波长的振荡变化现象给予了解释[4]。
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• 插入法是在注入装置的输出和光检测器的输入之
间用1～2m长的短光纤直接连接，测出光功率Pi，
然后在两者间插入被测光纤，再测出光功率Po，
据此计算损耗系数。
调制 振荡器
光源
被测光纤
光检 测器
信号处理 与数字显 示
短接光纤
实验仪器及设备 • 实验仪器：红外光源、光功率计、光纤跳
线及G.652光纤组成。G.652是目前广泛使 用的单模光纤，称为1310nm性能最佳的单 模光纤，又称为色散未移位的光纤。按纤 芯折射率剖面，又可分为匹配包层光纤和 下陷包层光纤两类，两者的性能十分相近， 前者制造简单，但在1550nm波长区的宏弯 损耗和微弯损耗稍大；而后者连接损耗稍 大。
• 在以上背景下，G.657光纤因而应运而生， 与其他光纤相比，它具有极好的弯曲能力， 其适用于光纤接入网，包括位于光纤接入 网终端的建筑物内的各种布线，甚至是弯 曲半径最小的墙角。
研究方法
• 通过运用插入法来测试G.652光纤在不同弯曲程 度下的传输损耗，找出弯曲程度的极限弧度，计 算出损耗系数。
弯曲状态下光一门技术，其出现和发展的 历史至今不过30~40年，但它已经给世界通 信的面貌带来了巨大的变化，给通信界带 来了巨大的影响。而实现光纤通信，一个 重要的问题是要尽可能地降低光纤的损耗。 光纤损耗是指光纤每单位长度上的衰减， 单位为dB/km。
研究意义
• 光纤损耗的高低直接影响传输距离或中继 站间隔距离的远近，因此，了解并降低光 纤的损耗对光纤通信有着重大的现实意义。
光纤损耗类型 光纤损耗可分为固有损耗和附加损耗。其 中固有损耗包括散射损耗、吸收损耗和光 纤本身结构不完善引起的损耗；附加损耗 包括弯曲损耗和连接损耗。对于制成并使 用的光纤，我们无法改变其固有损耗和连 接损耗，所以要想降低其损耗，我们只能 通过降低弯曲损耗来实现。另外，随着接 入网光缆的布放和入户光纤的迅速发展， 室内和机房狭小的弯曲半径和存储空间， 使得对光纤弯曲损耗的要求越来越高。
实验装置
谢谢观赏
弯曲损耗的类型
•宏弯损耗：它是由光纤实际应用中必需的盘绕、曲折等引起 的宏观弯曲导致的损耗；它是曲率半径比光纤的直径大得多 的弯曲引起的损耗。
微弯损耗：微弯曲是因为光纤在制造过程中内部的应力没 有完全释放而造成的，也可能是使用过程中由于光纤各个部 分受力不均热胀冷缩的不同而导致的损耗。
目前的研究现状