파이버 벤드란 무엇입니까?

파이버벤드 개요

광섬유 센서는 크기가 작고 구부릴 수 있습니다. 작은 공간의 샘플에 설치할 수 있습니다. 굽힘 반경이 너무 작으면 광 신호 손실이 발생하고 감지 측정의 정확도에 영향을 미칩니다. 그러나 많은 실제 응용 시나리오에서 광섬유 센서는 설치 중에 필연적으로 작은 굽힘 반경을 갖습니다. 광섬유 굴곡으로 인한 손실을 해결하는 방법이 사람들의 초점이 되었습니다. 일반 광섬유 굽힘의 부작용과 굽힘 방지 광섬유의 작은 굽힘 반경의 작동 원리를 살펴 보겠습니다.

광섬유를 과도하게 구부려서는 안 되는 이유는 무엇입니까?

빛이 한 매질에서 다른 매질로 이동할 때 두 매질 사이의 경계면에서 굴절되고 반사됩니다. 입사각이 커질수록 반사되는 빛은 강해지고, 굴절되는 빛은 약해집니다. 입사각이 충분히 크면 굴절된 빛은 완전히 사라지고 반사된 빛만 남습니다. 이 현상을 전반사라고 합니다.

전반사 현상

광섬유는 코어, 클래딩, 코팅의 XNUMX층 구조로 구성됩니다. 코어의 굴절률은 클래딩의 굴절률보다 큽니다. 빛은 코어에서 전반사 전송을 달성할 수 있습니다.

 광섬유의 전반사

일반적으로 표준 단일모드 광섬유의 1550nm 파장에서의 손실계수는 약 0.2dB/km로 전송손실이 낮다. 광섬유가 구부러지면(매크로 벤딩 또는 마이크로 벤딩), 빛의 투과가 전반사 조건을 충족하지 못하고, 빛의 일부가 클래딩 외부로 누출되어 광 출력이 감소하고 손실이 발생합니다.

광섬유의 굽힘 상태

굽힘 손실을 줄이는 방법

광섬유 링크 손실의 주요 원인은 광섬유 조인트 및 회전에서 흔히 발생하는 설치 및 레이아웃 중에 광섬유의 로컬 위치에 큰 각도의 굽힘이 있다는 것입니다. 이러한 유형의 굽힘 손실은 가역적입니다. 굽힘반경을 증가시켜 광섬유 링크 손실이 크게 개선됩니다. 광섬유에서 빛의 전달 경로는 무엇입니까?

OFDR 장비를 사용하여 광섬유 링크를 측정하면 OFDR 분포 곡선(거리 강도/반사율)을 얻을 수 있습니다. 곡선은 광섬유 링크의 각 위치에서의 손실을 반영할 수 있습니다. 손실은 아래 그림과 같이 주로 계단 형태로 나타납니다. 사용자는 OFDR 곡선을 사용하여 굽힘 위치를 분석 및 찾고 조정할 수 있습니다.

광섬유가 구부러졌을 때의 OFDR 곡선

사용자는 굽힘에 민감하지 않은(굽힘 방지) 광섬유를 센서로 선택하여 굽힘 손실의 영향을 줄일 수도 있습니다. 내굴곡성 광섬유는 더 작은 굴곡 반경을 견딜 수 있습니다. 예를 들어, 단일 모드 고온 변형 방지 광섬유(모델: Pl125)의 최소 굽힘 반경은 약 5mm입니다. 단단한 외피 변형 감지 광케이블(모델: SS-0.9mm)의 최소 굽힘 반경은 약 8mm입니다.

내굴곡성 광섬유 소개

기존 단일 모드 광섬유(G.652 유형)의 굽힘 반경은 5mm(직경 1cm)보다 큰 것이 좋습니다. 그렇지 않으면 광 신호가 크게 손실되어 신호 대 잡음비가 감소합니다. 감지 측정 및 불안정한 측정 결과. 최소 굽힘 반경과 관련하여 경험 법칙은 다음과 같습니다. 장기간 적용할 경우 굽힘 반경은 섬유 클래딩 직경의 150배를 초과해야 합니다. 단기 적용의 경우 반경은 클래딩 직경의 100배를 초과해야 합니다. 기존 단일 모드 광섬유의 클래딩 직경은 125μm이며, 위 두 가지 유형의 최소 굽힘 반경은 각각 19mm와 13mm입니다.

내굴곡성 광섬유(G.657형)는 주로 광섬유의 구조설계를 변경하여 내굴곡성을 향상시킨다. 굽힘 감도를 평가하기 위한 업계 공통 지표는 MAC 값입니다.

MAC 포뮬러

MAC 값은 근거리 스텝 인덱스 도파관 파이버에서 모드 필드 직경과 차단 파장의 비율입니다. MAC 값이 낮을수록 파이버가 굽힘에 덜 민감합니다. 굽힘에 둔감한 파이버를 설계하는 몇 가지 기본적인 접근 방식에는 모드 필드 직경을 줄이거나 차단 파장을 늘리거나 둘 다 하는 것이 있습니다. 구체적인 방법은 다음과 같습니다.

(1) 모드 필드 직경을 줄여 조명 제어를 향상시킵니다. 예를 들어 코어 직경을 줄이거나 코어 굴절률을 높이는 것입니다.

(2) 굽힘 저항을 ​​높이기 위해 섬유 클래딩 직경을 줄입니다. 기존 내굴곡성 광섬유의 직경은 125미크론에서 80미크론으로 줄어들고, 외경도 60미크론까지 등장했다.

(3) 저굴절률 트렌치의 클래딩 층을 추가합니다. 이 기능은 섬유 코어의 굴절률을 높이는 것과 유사합니다.

위의 모든 방법은 섬유 코어에서 광선의 전송을 더 잘 제어할 수 있으므로 감지 측정에서 섬유 굽힘의 영향을 줄일 수 있습니다. 시중에서 일반적으로 사용되는 내굴곡성 광섬유 유형은 G.657B3입니다. 굽힘 반경과 굽힘 손실 매개변수는 아래 표에 나와 있습니다.

내굴곡성 섬유의 매개변수