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首先建立光纖幾何波導，以及配置好彎曲的結構模型： 圖1 彎曲光纖波導三視圖如圖1所示為彎曲光纖波導的三視圖，細節光纖纖芯及包層配置如下圖2所示： 圖2 纖芯配置 圖3 包層配置 圖4 模擬區域設置在完成基本光纖波導幾何配置后，設定模擬區域參數設置如上所示，模擬在300k環境介質為空氣環境下進行

由于Rsoft可以進行符號化運行，因此我們涉及到的參數設定都盡量用符號來表示，設置的符號變量如下：光纖纖芯直徑為10μm，折射率1.46，光纖包層直徑為125μm，折射率1.449，長度10cm，彎曲半徑為5mm。利用符號對光纖纖芯和包層的參數進行設定，其中光纖的彎曲是通過等效彎曲實現的，具體參數設置如圖3所示。

研究了大模場面積光纖的彎曲對光波傳輸的影響。該設計采用階躍折射率光纖，也可研究其它類型的折射率分布光纖。圖1表明，隨著光纖彎曲形變的加強，光線傳輸產生變化，最終將導致光線完全入射到包層內而產生大量損耗。 圖2為不同模式下，傳輸損耗與光纖曲率半徑之間的關系曲線。該仿真雖然需用時幾分鐘，但也為用戶提供了大量的有效信息。

圖3 彎曲光纖模型設置及坐標建立 第二部分：物理場及研究的添加： 由于單模光纖在進行宏彎后，纖芯中的光纖能量大部分以泄漏模的方式擴散到光纖包層區域中，但當到達光纖包層壁時會產生振蕩，即回音壁模式。下面我們著重分析一下這些回音壁模式。因此在物理場的選擇上選用電磁波頻域進行分析。

通過圖3(c）可以看出，刮板輸送機產生S形彎曲時，第1節中部槽會因為設置約束的緣故，會與第2節中部槽形成一個約2°的夾角，因為第9節設有約束，使得其前2節中部槽在彎曲段運行時，也會形成一個2°的水平夾角，其他各中部槽所產生的水平夾角小于1°。研究刮板輸送機在彎曲段運行的力學特性，重點是探究中部槽在不同姿態時啞鈴銷上的力的變化。

（三）彎曲力學測試設備：模擬材料彎曲載荷下的性能表現彎曲力學測試設備通過對試樣施加垂直于其軸線的彎曲力，檢測材料的抗彎強度、抗彎彈性模量、彎曲撓度、斷裂韌性等指標，適用于需評估材料在彎曲工況下性能的場景： 建筑與結構材料領域：對鋼筋、木材、水泥梁等結構材料進行彎曲測試，判斷其在建筑結構中承受彎曲載荷（如樓板承重、橋梁受彎）時的性能。

圖 4 顯示了所有模式的數值模擬彎曲損耗如何取決于彎曲半徑：圖 4： 彎曲損耗與光纖不同導模的彎曲半徑的函數關系。下一期將介紹第七部分：傳播損耗敬請關注！

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在此之前，光會經歷嚴重的彎曲損失。這意味著只有當光纖基本上保持筆直并且可以避免任何顯著的微彎曲時才能使用光纖。圖 5： 大模面積光纖中的幅度分布，該光纖向右側彎曲越來越強烈（彎曲半徑達到 1 m）。在右側，會出現嚴重的彎曲損耗。假設光纖包層半徑為 125 μm，并且光在該外界面處完全反射。

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這種彎曲會導致光纖中間的模式分布發生顯著偏移和變形： 圖 4： 彎曲光纖中間的光束輪廓明顯偏離纖芯中心。 然而，在彎曲結束的光纖末端，原始光束輪廓幾乎沒有變化。幾乎所有功率都保持在 LP 01模式： 圖 5： 僅在中間部分彎曲的光纖中光束輪廓的演變。

請注意，即使光纖不是完全筆直，而是有些彎曲，光的引導也會起作用。如果彎曲不太強，則彎曲損耗（即彎曲引起的功率損耗）小到可以忽略不計。下一期將介紹第二部分：光纖模式敬請關注！

另一個重要方面是，由此產生的偏振變化不僅是隨機的和不可預測的，而且還強烈依賴于波長、光纖沿其整個長度的溫度以及光纖的任何彎曲。因此，調整偏振狀態通常沒有太大幫助，例如使用光纖偏振控制器（見下文）；環境參數或波長的一些細微變化可能會再次破壞偏振。光纖偏振控制器光纖的強烈彎曲會引入雙折射。

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對于有損光纖，每個模式都可以有一定的衰減常數。這些值在模式之間可能會有很大差異——有時相差幾個數量級。例如，對于高階模式，彎曲損耗通常要高得多。它們可以用數值光束傳播來計算，也可以用一些分析技術來估計。順便說一句，彎曲也可以改變和扭曲模式分布。截止波長是模式不再存在的波長。（在某些情況下，模式可以有更高和更低的截止值。）

（b）光纖耦合器，雙包層光纖，多芯光纖，平面光波導 可以模擬雙包層光纖中的泵浦吸收，研究光束在光纖耦合器中的傳播，光在錐形光纖中的傳播，分析光纖彎曲的影響，放大器中的交叉飽和效應，泄漏模式等。

例如，可以研究彎曲光纖的影響：光耦合到包層中，導致彎曲損耗。請注意，通用光束傳播算法不僅可以研究纖芯中的光，還可以研究包層中的光——基本上具有任意的 3D折射率分布。其他示例是非理想光纖接頭、多芯光纖、錐形光纖和光纖耦合器處的耦合損耗。其中一些應用是在無源光纖領域。對于通過放大器或激光光纖的傳播，當然需要考慮光纖中的吸收和放大，包括飽和效應。

在許多情況下，人們試圖僅將光發射到光纖的導模中，而不是任何包層模中。然而，由于不完美的發射，或者后來由于光纖的過度彎曲（→彎曲損耗）或者由于纖芯的不均勻性(特別是對于低NA光纖)，大量功率可能進入包層模式。

之后彎曲單模光纖教程會說明如何計算彎曲單模光纖的基本傳播模式。

在本模塊領域中我們需要用到的物理場分別為固體力學和固體傳熱以及多物理場耦合的分析，下面進行簡單的介紹：首先先建立光線結構模型，在這里我們選擇應力偏振型熊貓光纖作為分析（最外層是PML，要求與接觸材料的折射率一致，在這里就不做過多簡述：其次，要進行物理場的研究，在這里我們分別構建固體力學以及固體傳熱物理模型，具體固體力學配置如下所示，由于我們光纖的材料主要是二氧化硅成分