光纖的彎曲損耗和微彎損耗都是由於(yu) 光不滿足全內(nei) 反射的條件而造成的。下麵我們(men) 來介紹一下光纖的微彎損耗。

微彎損耗的機理

所謂微彎損耗就是光纖受到不均勻應力的作用，例如受到側(ce) 壓力或者套塑光纖受到溫度變化時，光纖軸產(chan) 生微小不規則彎曲，其結果是傳(chuan) 導模變換為(wei) 輻射模而導致光能損耗。微彎是一些隨機的、曲率半徑可以與(yu) 光纖的橫截麵尺寸相比擬的畸變。

纖芯包層接口在幾何上的不完善可能會(hui) 造成在相應區域上微觀的凸起或凹陷。盡管光是在光纖的直分段中傳(chuan) 輸，光束碰到這些不完善的地方會(hui) 改變其方向。光束最初以臨(lin) 界傳(chuan) 播角傳(chuan) 輸，經過在這些不完善點處的反射以後，傳(chuan) 播角會(hui) 發生變化，結果就是不再滿足全內(nei) 反射條件，部分光被折射掉，即泄露出纖芯，這就是微彎損耗的機製。

單模光纖中的微彎損耗是依賴於(yu) 波長的，即單模光纖對微彎損耗的敏感性隨著波長的增加會(hui) 有少量的增長，產(chan) 生這種變化的物理原因是因為(wei) 較長的波長會(hui) 使MFD增加，從(cong) 而使更多的功率輻射到纖芯外。

微彎損耗的理論計算

微彎衰減是光纖隨機畸變而產(chan) 生的高次模與(yu) 輻射模之間的模耦合所引起的光功率損失，其微彎衰減大小由下式求出：

1. Am=N〈h2〉a4b6Δ3EEf32(7)  

式中：N是隨機微彎的個(ge) 數；h是微彎突起的高度；〈〉表示統計平均符號；E是塗層料的楊氏模量；Ef是光纖的楊氏模量；a為(wei) 纖芯半徑，b為(wei) 光纖外半徑；Δ為(wei) 光纖的相對折射率差。

Jeunhumme對於(yu) 單模光纖的微彎損耗給出了下述公式：

1. asm=0.05ammk4w60(NA)4a2m(8)  

式中：NA為(wei) 數值孔徑，am為(wei) 纖芯半徑，amm為(wei) 數值孔徑為(wei) NA、纖芯半徑為(wei) am的突變型多模光纖的微彎損耗。該突變型多模光纖與(yu) 我們(men) 所關(guan) 心的單模光纖有相同的外徑，並處在相同的機械環境中。

光纖微彎損耗效應在檢測與(yu) 自控技術中的幾種應用

（1）光纖微彎及多圈螺旋式傳(chuan) 感器

光纖微彎可有多種彎曲變形形式,當被測物受到外界影響時，光纖發生彎曲變形，通過檢測光纖內(nei) 傳(chuan) 輸的光功率變化量而定出被測量。為(wei) 了提高靈敏度，將微彎曲傳(chuan) 感光纖做成多圈螺旋管狀，圖2所示是一種小位移微彎傳(chuan) 感器結構，位移較小時，測量板的位移量與(yu) 光纖傳(chuan) 輸的光功率變化基本上成線性關(guan) 係。

（2）齒條式傳(chuan) 感器

這種傳(chuan) 感器結構的形式，可適當選擇齒條式傳(chuan) 感器的齒間周期δ，使之與(yu) 光纖導波模間的傳(chuan) 播係數相當，滿足條件δ=2πΔβ。當外界因素使變形器產(chan) 生位移時，嵌入其中的光纖因彎曲引起各相鄰模式間的有效耦合，導波模不斷轉換成包層模，發生輻射損耗，導致光纖中傳(chuan) 輸的光功率明顯下降。

（3）另外，結合OTDR，利用微彎損耗可以準確找出光纖接續點，確定光纖序號，判定高損耗點等。

微彎損耗的基本原理、理論計算及利用的介紹就結束了，了解微彎損耗，可以在光纖通信係統的設計中加以充分利用。