光纖傳感器體積小，可以彎曲。它們可以安裝在小空間的樣品中。過小的彎曲半徑會造成光信號損失，影響傳感測量的精度。然而，在許多實際應用場景中，光纖傳感器在安裝過程中不可避免地存在較小的彎曲半徑。如何解決光纖彎曲帶來的損耗成爲人們關注的焦點。我們來看看普通光纖彎曲的不良影響，以及耐彎曲光纖小彎曲半徑的工作原理。

爲什么光纖不應過度彎曲？

當光從一種介質傳播到另一種介質時，它在兩種介質之間的界面處發生折射和反射。隨着入射角增大，反射光變強，折射光變弱。當入射角足夠大時，折射光完全消失，只剩下反射光。這種現象稱爲全反射。

光纖由纖芯、包層和塗層三層結構組成。纖芯的折射率大於包層的折射率。光在纖芯內可以實現全反射傳輸。

一般標准單模光纖在1550nm波長處的損耗系數約爲0.2dB/km，屬於較低的傳輸損耗。如果光纖發生彎曲（宏彎或微彎），光傳輸不滿足全反射條件，部分光會從包層漏出，導致光功率下降和損耗。

如何減少彎曲損耗

光纖鏈路損耗的主要原因是光纖在安裝和布放過程中，光纖局部位置出現大角度彎曲，這是光纖接頭和彎道中常見的現象，這種彎曲損耗是可逆。增加光纖的彎曲半徑將大大改善鏈路損耗。光在光纖中的傳輸路徑是什么？

如果我們使用OFDR設備測量光纖鏈路，我們將獲得OFDR分布曲线（距離強度/反射率）。該曲线可以反映光纖鏈路中每個位置的損耗情況。損失主要以步驟的形式表現，如下圖所示。用戶可以使用OFDR曲线分析並找到彎曲位置並進行調整。

用戶還可以選擇彎曲不敏感（抗彎曲）光纖作爲傳感器，這樣可以減少彎曲損耗的影響。耐彎曲光纖可以承受較小的彎曲半徑。例如，單模高溫應變光纖（型號：PL125）的最小彎曲半徑約爲5mm、緊護套應變傳感光纜（型號：SS-0.9mm）的最小彎曲半徑約爲8mm。

耐彎曲光纖簡介

建議常規單模光纖（G.652型）的彎曲半徑大於5mm（直徑1cm），否則光信號會明顯損失，導致傳感測量信噪比下降，測量結果不穩定。關於最小彎曲半徑，經驗法則是：對於長期應用，彎曲半徑應超過光纖包層直徑的150倍；對於短期應用，半徑應超過包層直徑的100倍。常規單模光纖的包層直徑爲125μm，上述兩種類型的最小彎曲半徑分別爲19mm和13mm。

耐彎曲光纖（G.657型）主要通過改變光纖的結構設計來提高抗彎曲能力。業界有一個通用的評價彎曲靈敏度的指標：MAC值。

MAC值是近階躍折射率波導光纖中模場直徑與截止波長的比值。MAC值越低，光纖對彎曲的敏感度越低。設計彎曲不敏感光纖的一些基本方法包括減小模場直徑，或增加截止波長，或兩者兼而有之。具體方法包括：

(1)減小模場直徑以改善光控制，例如減小纖芯直徑或增大纖芯折射率。

(2)減小光纖包層直徑，增加抗彎曲能力。現有耐彎曲光纖的直徑將從125微米減小到80微米，甚至出現60微米的外徑。

(3)增加低折射率溝槽包覆層，作用類似於增加纖芯折射率。

以上方法都可以更好地控制光束在纖芯中的傳輸，從而減少光纖彎曲對傳感測量的影響。市場上常用的耐彎曲光纖類型是G.657B3。彎曲半徑和彎曲損耗參數如下表所示。

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標題：什么是光纖彎曲？

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