单模光纤弯曲损耗的测试
弯曲损耗不敏感单模光纤宏弯谱损耗测试分析
和弯 曲半径的减少 而增大 。在 进行Ｇ． ６ ５ ７ 光纤小 弯 曲半径
的宏弯损耗测试 中 ，经 常发现 针对同一个测试 样品在相 同
Ａ
测试条件下 ，多次测试结果会 出现较大 差异 ，引起该 差异
。
的主要原 因是 弯 曲条件 下辐 射 出纤芯 的辐射 模经过光纤 芯
ｚ一 ，
一 、－ ｌ
图１ Ｉ Ｅ Ｃ ６ ０ ７ ９ ３ － １ － ４ ７ 附录Ａ 损耗 曲线和其拟合 曲线
＿ 二 、宏弯性能 的测试 需要 注意的现象
１ 、Ｗ波现 象
根据 Ｉ Ｅ Ｃ ６ ０ ７ ９ ３ — １ — ４ ７ ： ２ ０ ０ ９ （ Ｅ ） 资料 性附录Ａ中的介
在Ｉ Ｅ Ｃ ６ ０ ７ ９ ３ —１ — ４ ７ ：２ ０ ０ ９ （ Ｅ ） 资料 性 附录Ａ中介 绍 绍 ，可 以对测试 的弯 曲损耗一 波 长 曲线进 行拟合 ，拟合 曲 到 。两次连 续 的在半径 Ｒ ＝７ ． ５ ｍｍ， １ ８×１ ８ ０ 。 的Ｕ型光 纤 线是基于损耗 与波长 的指 数关系 ，得到在 规定波长处真 实
Ｃ ３８ｆ ／ ∞
现干涉加 强或减弱 的现 象称 为Ｗｈ ｉ ｓ ｐ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ｇ ａ ｌ ｌ ｅ ｒ ｙ ｍｏ ｄ ｅ ｓ
ｎｍ
Ｉ Ｅ
－
（ 以下简称 为Ｗ波 ）的影响。受该现 象的影 响 ，在测试宏 弯损耗 时不恰 当的测试条件会影响测试结果的准确性 。
Ｆｉ ｇｕ ｒ ｅ Ａ． １— — Ｌｏｓｓ ｃｕｒ ｖｅｓ ｖｅｒ ｓｕｓ ｃｕ ｒ ｖｅ ｆ ｉ ｔ ｓ
关键词 ： 弯曲不敏感单模光纤 宏弯损耗 Ｗｈ ｉ ｓ ｐ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ｇ ａ ｌ ｌ ｅ ｒ ｙ ｍｏ ｄ ｅ ｓ
1310nm和1550nm波长光对光纤弯曲损耗的影响
把一盘光纤将其中部分别盘绕在半径 R 为 14 , 13 ,12 ,11 ,10 ,9 ,8 ,7 ,6 ,5mm 的圆柱体上 ,用稳定化 光源 、光功率计法和 O TDR 背向散射法分别测得在 1550nm 和 1310nm 波长时 ,由于光纤弯曲而产生的 附加损耗如表 2 ,3 所示 ,由表 2 、表 3 可看出在相同
0. 050 0. 031 0. 030 0. 020 0. 040 0. 030 0. 110 0. 111
(2) O TDR 背向散射法 图 1 是用 O TDR 法在一实际光缆线路测试时
得到的损耗曲线 ,图 1 中的 (a) , (c) 图分别为工作在 1550nm 光波长情况下 A →B 方向和 B →A 方向的
U2 + W2 = V 2
(2)
(2) 式中 , V 为归一化频率 ,且有 :
0 ≤ V ≤2. 405
(3)
当 V > 2. 405 时 ,将出现相邻的第二阶模 (L P11模) , 称不使 L P11模出现的波长为单模光纤的截止波长 。 可以导出纤芯半径为 α的单模光纤截止波长可由
(4) 式求出 :
胡 庆 :1310nm 和 1550nm 波长光对光纤弯曲损耗的影响
时大 ,因而用 1550nm 和 1310nm 波长光测得的接头 盒损耗值便会出现很大的不同 。
1 光缆接头盒损耗分析
在光缆实际敷设接续中 ,光缆接头熔接后是封 装在接头盒中的 。为了便于熔接和日后检修 ,接头 盒中一般会有一定长度的光纤盘放在盒内 ,因此 ,光 缆接头盒损耗应由两部分构成 :一部分是光纤熔接 后产生的接头附加损耗 ;另一部分是由盘放在接头 盒内的光纤余长弯曲产生的弯曲损耗 。为了解释接 头盒损耗与工作光波长的关系 ,下面分别讨论光纤 接头附加损耗和光纤弯曲损耗与工作光波长的关 系。
OTDR实验报告
实验名称：自构建光纤链路的otdr测试实验实验日期：指导老师：林远芳学生姓名：同组学生姓名：成绩：一、实验目的和要求二、实验内容和原理三、主要仪器设备四、实验结果记录与分析五、数据记录和处理六、结果与分析七、讨论、心得一、实验目的和要求1. 了解瑞利散射及菲涅尔反射的概念及特点；2. 熟练掌握裸纤端面切割、清洁、连接对准方法及熔接技术；3. 熟悉光时域反射仪（optical time domain reflectometer，以下简称 otdr）的工作原理、操作方法和使用要点，能利用 otdr 测试、判断和分析光纤链路中的事件点位置及其产生原因，提高工程应用能力。
二、实验内容和原理1．otdr 测试基本理论散射：光遇到微小粒子或不均匀结构时发生的一种光学现象，此时光传输不再具有良好的方向性。
瑞利散射：当光在光纤中传播时，由于光纤的基本结构不完美（光纤本身的缺陷、制作工艺和材料组分存在着分子级大小的结构上的不均匀性），一部分光纤会改变其原有传播方向而向四周散射（图 1-3-1），引起光能量损失，其强度与波长的 4 次方成反比，随着波长的增加，损耗迅速下降。
后向或背向散射：瑞利散射的方向是分布于整个立体角的，其中一部分散射光纤和原来的传播方向相反，返回到光纤的注入端，形成连续的后向散射回波。
光纤中某一点的后向回波可以反映出光纤中光功率的分布情况，椐此可以测试出光纤的损耗。
菲涅尔反射：当光纤由一种媒质进入另一种媒质时会产生的一种反射，其强度与两种媒质的相对折射率的平方成正比。
如图1-3-2 所示，一束能量为p0 的光，由媒质 1（折射率为nl）进入媒质 2（折射率为 n2）产生的反射信号为p1，则n1n2p1nn21 2 衰减：指信号沿链路传输过程中损失的量度，以 db 表示。
衰减是光纤中光功率减少量的一种度量，光纤内径中的瑞利散射是引起光纤衰减的主要原因。
通常，对于均匀光纤来说，可用单位长度的衰减，即衰减系数来反映光纤的衰减性能的好坏。
单模光纤的参数及理论分析
单模光纤的特性参数及特性的理论分析陆锐勇 2009012303皖西学院信息工程学院通信工程2009级02班摘要：本文通过在理论上对单模光纤的特征参数（即影响单模光纤的传输效率因素），以及衰减特性的分析。
在单模光纤中存在弯缩损耗，材料对信号的吸收及模内色散等现象。
并结合实际应用的技术规范，对单模光纤的生产要求和研发趋势进行简单的总结和概述。
关键词：单模光纤、色散、宏弯损耗、微弯损耗、吸收Abstract: Based in theory of single mode fiber characteristic parameters (i.e. the effects of single mode optical fiber transmission efficiency factors ), and attenuation characteristics analysis. In a single-mode fiber in the presence of bending loss, material absorbs the signal and intramode dispersion phenomenon. Combined with the practical application of the technical specification for single-mode fiber, the production requirements and development trend for simple summary and overview.Key words: A single-mode optical fiber, dispersion, macro bending loss, microbending loss, absorption一、光纤的介绍光纤是一种高度透明的玻璃丝，由二氧化硅等高纯度玻璃经复杂的工艺拉丝制成。
如何使用OTDR进行光缆光纤测试和测试曲线分析
如何使⽤OTDR进⾏光缆光纤测试和测试曲线分析⼀、光缆测试简介1.1 光缆传输损耗特性：①单模光缆的传输损耗典型值约为1310 nm传输损耗：≤0.36dB/km1550 nm传输损耗：≤0.22dB/km②光纤传输损耗分为：固有损耗和⾮固有损耗。
固有损耗：是光纤中传输的光波的散射与吸收所产⽣的损耗，是光纤材料本⾝的特性决定。
⾮固有损耗：包括杂质吸收损耗、散射损耗、光纤弯曲损耗和结构不规则损耗。
③光纤死接头衰耗≤0.08dB，光纤活接头衰耗≤0.5dB1.2 测试仪器：光缆⼯程常⽤的测量仪表包括：光源、光功率计、光时域反射仪（OTDR）、接地电阻测试仪、⾦属护套对地故障特测仪、误码分析仪等。
⼆、DTDR介绍打开今⽇头条，查看更多图⽚2.1 OTDR的功能：1、观察整个光纤线路2、定位端点和断点3、定位接头点(“故障点”)4、测试接头损耗5、测试端到端损耗6、测试反射值7、测试回波损耗8、建⽴事件点与地标的相对关系9、建⽴光纤数据⽂件10、数据归档2.2 测试范围：测试范围是指距离或显⽰范围。
对这⼀参数的设置意味着告诉（设置）OTDR应该在屏幕上显⽰多长距离。
为了显⽰整个光纤曲线，设置时这⼀范围必须⼤于被测光纤长度。
测试范围相对于被测光纤长度也不要差异太⼤，否则将会影响到有效分辨率。
同时，过⼤的测试范围还将导致过⼤⽽⽆效的测试数据⽂件，造成存贮空间的浪费。
2.3 波长：对同⼀根光纤，不同波长下进⾏的测试会得到不同的损耗结果。
测试波长越长，对光纤弯曲越敏感。
1550nm下测试的接头损耗⼤于在1310nm处的测试值。
下图中，第⼀个熔接点存在弯曲问题，⽽另外的熔接点在两个测试波长下状态近似，这表明光纤未受⼒。
2.4 平均平均(有时也称为扫描)可降低测试结果曲线的噪声⽔平，提⾼判读精度。
测试时，可以设定扫描次数为快, 中, 慢等三挡或⼀个特定的时间长度。
长的平均时间使你能够获得较好的结果曲线。
如果使⽤较短的测试脉宽或测试较长的光缆区段，就应该选择较长的平均时间。
光纤宏弯损耗性能影响因素的仿真研究
光纤宏弯损耗性能影响因素的仿真研究彭星玲;张华;李玉龙【摘要】为了优选宏弯损耗敏感光纤，研发基于光纤宏弯损耗的光学器件，对影响单模光纤宏弯损耗的主要因素进行了理论分析和仿真研究。
基于D.Marcuse和H.Renner提出的光纤宏弯损耗理论模型，选取SMF28、SMF28e 和1060XP三种单模光纤，仿真研究了涂覆层、弯曲半径、光源波长、MAC值和弯曲圈数对光纤宏弯损耗性能的影响。
结果表明：无涂覆层、带吸收层的单模光纤宏弯损耗随着波长增长而增大、随着弯曲半径增大而减小、随着圈数增多而增大、随着MAC值增大而增大；光纤的丙烯酸酯类涂覆层会引起宏弯损耗随弯曲半径变化发生振荡；MAC值是衡量光纤宏弯损耗敏感性能的指标，也是优选宏弯损耗敏感光纤的重要参数。
因此，光纤宏弯损耗器件适合选用MAC值大的光纤，去除其涂覆层，增加吸收层，然后选择较长的波长、较小的弯曲半径和适当多的弯曲圈数。
%In order to select fibers which are sensitive to macrobending loss,optical devices based on optical fiber mac-robending loss are developed,and the main factors affecting macrobending loss of single mode fibers are analyzed theo-retically and simulated.Simulation study is carried out to investigate the impact of coating layers,bend radius,light wavelength,MAC value and the number of bend turns on the macrobending loss of optical fiber,based on two theoreti-cal models of a bend fiber with a core-infinite cladding structure and a bend fiber with a core-cladding-infinite coating layer structure,which are developed by D.Marcuse and H.Renner,respectively.The three types of fibers chosen for the simulation research are CorningSMF28,Corning SMF28e and Nufern 1 060XP single mode fiber.Resultsshow:(i) The macrobending loss of a single mode fiber with a core-infinite cladding structure increases with increase of wave-length,decrease of bend radius,increase of bend turns and increase of MAC value;(ⅱ)Oscillation phenomena of macrobending loss for a fiber are induced by the coating layers such as acrylate;(ⅲ)MAC is one parameter to affect the inherent macrobending loss performance of a fiber,while MAC value is the key parameter to reflect the inherent macrobending loss performance,as well as an important parameter to select a fiber that is sensitive to bend loss.Therefore,optical devices based optical fiber macrobending loss are suitable to choose single mode fibers with large MAC value,long wavelength,small bend radius,more bend turns,and especially a core-infinite cladding struc-ture,which is realized by removing the coating layers and adding an absorption layer.【期刊名称】《激光与红外》【年(卷),期】2014(000)010【总页数】5页(P1132-1136)【关键词】宏弯损耗;涂覆层;弯曲半径;波长;MAC值;圈数【作者】彭星玲;张华;李玉龙【作者单位】南昌大学机器人与焊接自动化重点实验室，江西南昌330031;南昌大学机器人与焊接自动化重点实验室，江西南昌330031;南昌大学机器人与焊接自动化重点实验室，江西南昌330031【正文语种】中文【中图分类】TN818;TN2531 引言光纤由于直径小、柔韧易弯曲的特点，很容易在使用过程发生弯曲，如果光纤的弯曲半径小于一个临界值Rc，将引起光传播途径发生改变，使光从纤芯进入到包层，甚至可能穿过包层向涂覆层、甚至空气层泄露，从而引起宏弯损耗［1］。
光纤的弯曲损耗、抗弯曲光纤标准G.657及试验
一、光纤弯曲损耗的理论和计算
1、宏弯损耗的计算： 对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 曲损耗由下式给出[1]： 1
c AC R 2 exp(UR)
3 2
(dB / m)
..............(1)
近似公式
当1≤λ/λcf≤2时 准确率
（2）
（3）
(n) 3 U 0.705 (2.748 0.996 ) cf 1 1 3 cf 2 AC 30( n ) 4 2 ( )
二、光纤弯曲与截止波长的关系
光纤的截止波长受诸多因素的影响 （甚至包括测量条 件）。同样，弯曲直径和光纤长度也影响单模光纤的截止波 长，可表达为[2]：
L2 1 1 c 2 c1 C log S ( ) …………………….(6) L1 D2 D1
式中，λ c2和λ c1分别是在弯曲直径D2和长度L2与弯曲直 径D1和长度L1时的截止波长，C是长度相关常数，S是弯曲相关 常数。 研究证明，对于匹配包层光纤，其截止波长对弯曲的依 赖性更大。由（6）式可以看出，弯曲半径减小，截止波长也 将减小。
再取R=10mm，计算得到弯曲损耗α c=6.13dB/m，折合每弯曲 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 剧增加到不可容忍的数值。在通常波段(1000nm附近)，Rc近似公式为：
在33dBm的实验之后，光纤跳线的损耗恢复不到其初始损耗值。这是因为温 度增加导致光纤跳线前几圈的严重损坏。
光纤测试的步骤
对光纤参数的测试方法参照国标中相关的试验方法进行，下面列举出一些光纤基本参数的测试方法。
光纤的特性参数中，几何特性参数对光纤的包层直径、包层不圆度、芯/包层同心度误差的测试方法做出相关说明；光学特性参数对模场直径、单模光纤的截止波长、成缆单模光纤的截止波长的测试方法做出相关说明；传输特性参数对光纤的衰减、波长色散的测试方法做出相关说明。
2.1、光纤几何特性参数测试光纤的折射率分布、包层直径、包层不圆度、芯/包层同心度误差的测试方法。
测量包层直径、包层不圆度、芯/包层同心度误差的测试方法是折射近场法、横向干涉法和近场光分布法（横截面几何尺寸测定）。
光纤的折射率分布、包层直径、包层不圆度、芯/包层同心度误差的测试方法有三种。
●折射近场法折射近场法是多模光纤和单模光纤折射率分布测定的基准试验方法（RTM），也是多模光纤尺寸参数测定的基准试验方法和单模光纤尺寸参数测定的替代试验方法（ATM）。
折射近场测量是一种直接和精确的测量。
它能直接测量光纤（纤芯和包层）横截面折射率变化，具有高分辨率，经定标可给出折射率绝对值。
由折射率剖面图可确定多模光纤和单模光纤的几何参数及多模光纤的最大理论数值孔径。
●横向干涉法横向干涉法是折射率剖面和尺寸参数测定的替代试验方法（ATM）。
横向干涉法采用干涉显微镜，在垂直于光纤试样轴线方向上照明试样，产生干涉条纹，通过视频检测和计算机处理获取折射率剖面。
●近场光分布法这种方法是多模光纤几何尺寸测定的替代试验方法（ATM）和单模光纤几何尺寸（除模场直径）测定的基准试验方法（RTM）。
通过对被测光纤输出端面上近场光分布进行分析，确定光纤横截面几何尺寸参数。
可以采用灰度法和近场扫描法。
灰度法用视频系统实现两维（x-y）近场扫描，近场扫描法只进行一维近场扫描。
由于纤芯不圆度的影响，近场扫描法与灰度法得出的纤芯直径可能有差别。
纤芯不圆度可以通过多轴扫描来确定。
一般商用仪表折射率分布的测试方法是折射近场法。
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V 从0. 9增加到2. 2时, b 从 0 增加到0. 48。∃ =
(n
2 c
- nc2l) 2nc2; k = 2Π Κ, Κ是自由空间波长; Χ= (Β2 -
nc2lk 2)
1 2
;
V
=
ak
(n
2 c
-
n c2l )
1 2
。n
c、n
cl
分别是纤芯和包层
的折射率, k 是真空中的波数, a 是纤芯的半径, c 和 d
可见, 弯曲半径 16mm 左右时, 弯曲损耗最大, 而在
19mm 左右时, 弯曲损耗最小, 而后损耗又回升, 随
着弯曲半径的增加, 总损耗下降, 并有明显的震荡现
象。当弯曲半径大于 25mm 时, 损耗明显减小, 振幅
递减。在图 1 (b) 中, 我们看到随着波长的增加, 损耗
的峰值在上升, 震荡的幅度加大, 并且观察到明显的
模的最大耦合, 也就是损耗最小的情况。 从式 (8) 中 我们看到<i 是与波长 Κ和传输常数 Β 有关的, 而 Κ、Β 与光纤的弯曲状态有关。 弯曲损耗中的震荡是由 W G 模或纤芯导模因光纤长度的变化引起的, 光程 变化会引起相应的相位差, 导致了所观测到的损耗 震荡变化。
2 单模光纤弯曲损耗的测量及分析
2. 1 弯曲损耗与弯曲半径的关系 如图 4 (a) 所示, 试验所用光源为 1550nm 半导
体激光器, 将光纤沿圆柱弯曲 90°, 测量了在不同的 弯曲半径 (1～ 8mm ) 下的弯曲损耗特性。 对于指定 弯曲半径下的光纤损耗都是以直光纤的光功率作为 参考的。从图 4 (b) 所示的小圆点的实验数据可以看 出, 随着弯曲半径的增加弯曲损耗下降。
定其包层为无限大, 即光在芯区中传输时, 包层及覆
层的厚度对光的传输无任何影响。 光损耗完全是由
纯弯曲引起的, 光功率的变化表示为:
(P i - P o ) P i = 1 - exp (- 2ΑL )
(1)
式中 P i、P o 分别为光纤弯曲前及弯曲后的光功率,
2Α是弯曲损耗系数, L 是弯曲的长度。 其中:
2Α= c exp (- dR )
(2)
R
c=
ΠK 2
3
(3)
2Χ2V
2
K
2 -
1
(ΧΑ)
d=
2Χ3 3Β2
(4)
K=
(nc2k 2 -
Β2 )
1 2
(5)
Β = nclk (1 - b∃ )
(6)
上式中 K- 1 (ΧΑ) 是 H ankel 函数, 参数 b 是 H E11模在
光纤芯区中的场与在整个光纤中的场之比。 参数 b 仅仅依赖于光纤的归一化频率V , 对于给定的光纤,
光纤与电缆及其应用技术
2003 年第 1 期
式, 称之为耳语廊式 (W G) 模。 同样在空气 涂覆层 界面与涂覆层的散焦面之间也将形成一个内部封闭 的空间模式。在散焦面上,W G 模的相速度与基模消 失场的相速度一样。当光线依次擦过散焦面时, 包层 中的W G 模和芯区的传输基模将在相等的相速度 上产生耦合。这种耦合是非常微弱的, 一般认为传输 基模和W G 模之间不产生能量的快速传递。但在特 定的强耦合条件下, 能量在两个方向上快速来回传 递。 1. 3 耦合模的分析
我们测量了单模光纤的弯曲损耗性能, 并进行 了简单的讨论。 试验中使用的 1550nm 单模光纤的 物理和光学性质如下表所示。
1550nm 单模光纤的物理和光学性质
项目
芯层
包层
涂覆层
折射率
1. 452
1. 448
1. 472±0. 003
半径 Λm 4. 2±0. 1 62. 5±15. 0 133. 4±15. 0
Bend loss m ea surem en t and ana lys is
of s ingle-m ode f ibers
HAO Su2jun, YOU Shan2hong, L I X iao 2dong, CH EN Zh i2xun
(Na tiona l Key Lab. on L oca l F iber-optic Comm un ica tion Network & Advanced O ptica l Comm un ica tion System , In s. of O ptica l F iber Technology, Shangha i J iaotong Un iv. , Shangha i 200030, Ch ina)
当单模光纤处于弯曲状态时, 沿着传播方向 Z , 波导边界的形状或者波导横截面上的折射率分布发 生了微小的变化。我们称之为纵向非均匀波导, 它具 有一些特殊的性质。 在实验中观察到弯曲损耗强烈 的谐振现象是由于基模与W G 模的相位差引起的。 图 2 中的 P 点、S 点、V 点,W G 模与基模同相位, 同 步的耦合将发生,W G 模被耦合进了基模, 也可以认 为基模被耦合进了W G 模, 这种耦合是双向的。 同 步的耦合是最大的耦合, 对应着最小的弯曲损耗。当 W G 模与基模的相速度不同时, 则不能产生能量场 的耦合, 光在散焦面上散射消耗了, 造成能量的损 失, 形成较大的光损耗。 这样的过程周期性的重复, 于是观察到了损耗随着弯曲半径及波长的震荡 现象。
研究解复用, 在 90°弯曲情况下, 试验成功两个波长 的 解复用。 20 世纪 90 年代澳大利亚[5] Pho ton ics Coop era t ive R esea rch Cen ter 研究了基于弯曲的非 线性平面波导的全光开关, 认为弯曲的非线性波导 具有有效的和可控制的开关特性。 美国 N ava l R e2 sea rch L ab [6] 使用掺 Yb 的芯径 25 Λm 的双包层多 模光纤, 在波长为 974 nm 光的泵浦下, 产生了 1064 nm 的放大自发辐射光 (A SE ) , 将其缠绕成半径1. 7 ～ 3. 7cm 的圈状, 获得了单模工作。他们认为光纤弯 曲时低阶模的模耗较小, 而高阶模损耗较高。 英国 H erio t2W a t t 大学[7] 研究了基于单模光纤弯曲性能 的干涉型光纤温度传感器。 干涉现象是产生于芯区
时, 测量了弯曲损耗与波长的关系。 如图中实线所 示, 可以看到随着波长的增加, 损耗呈震荡变化, 峰 峰间的波长间隔为 30nm 左右, 称之为快速震荡 (即 短周期调制)。将此光纤的外表面涂黑, 再次测量, 结 果如图中虚线所示, 此曲线缓慢变化 (即长周期调 制)。 我们认为短周期调制是由于场在涂覆层 空气 界面上反射效应引起的, 长周期调制是由于在包层 涂覆层界面上的反射效应所导致。
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郝素君等: 单模光纤弯曲损耗的测量与分析
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1 弯曲光纤的损耗及耦合模理论
1. 1 弯曲损耗的基本概念
在早期的研究工作中, 对于弯曲的单模光纤, 设
[ 摘 要 ] 提供了弯从 1520nm 到 1565nm 范围内单模光纤弯曲损耗的测试结 果。 观察到了弯曲损耗呈震荡变化, 随着弯曲半径的增加损耗减小, 振幅减小, 随着波长的增加损耗增加、振幅增大 的现象, 并利用光纤的耦合模理论对单模光纤弯曲损耗震荡进行了解释。 [ 关键词 ] 光纤损耗; 耦合模理论; 测量 [ 中图分类号 ] TN 818 [ 文献标识码 ] B [ 文章编号 ] 100621908 (2003) 0120012204
在实际的弯曲损耗测量结果中发现了随弯曲半
径和工作波长变化的光谐振现象[8]。如图 1 (a) 所示
是在弯曲角度 180°, 波长分别为 1550nm、1480nm 条件下测得的弯曲损耗与弯曲半径的关系。 从该图
图 1 弯曲损耗与弯曲半径、工作波长的关系
1. 2 耳语廊式 (W G) 模的形式 现假设一个物理模型来解释由于模式耦合引起
是依赖于波长的参数, Β 是弯曲时的传播常数, R 是
光纤的弯曲半径。将上述公式整理后可得:
3
d=
nclk (2b∃ ) 2 (1 + b∃) 2
(7)
由于 b∃ ν 1, 且对于给定的光纤, ∃ 是一定值, 则参 数 d 是由 kb3 2决定。 通过以上的分析, 可以看到光 纤弯曲引起的损耗依赖于波长和弯曲半径。
的 导模和涂覆层的W h isp ering Ga llery (W G) 模之 间, 光纤的涂覆层看作是传感元素。 在- 50°C 到 85 °C的温度范围获得了误差小于0. 1°C的测量结果。
因此从理论和试验上研究小尺寸光波导的弯曲
物理性质, 在光纤通信、光纤传感、光电子器件等方 面都具有实际的意义。
光谱双调制现象。 实验中使用具有包层和涂覆层结 构的单模光纤, 在弯曲半径21. 5mm , 弯曲角度 18°
图 2 弯曲的单模光纤生成的W G 模
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Abstract: T he m ea su rem en ts of the bend lo ss in sing le2m ode fiber fo r the bend rad iu s from 1. 7mm to 5. 8mm and the w aveleng th s from 1520nm to 1565nm a re g iven. T he o scilla tion s of m ea su rem en ts a re ob served. T he bend lo ss va lue and its o scilla tion s decrea se a s the bend rad iu s increa ses, w h ile the bend lo ss va lue and the o scilla tion am 2 p litude increa se a s the w aveleng th increa ses. A n exp lana tion fo r the bend lo ss o scilla tion s by the coup ling m ode theo ry is g iven.