Um die Zuverlässigkeit und Lebensdauer von Kommunikationsleitungen aus optischen Fasern sicherzustellen, sind die Temperatureigenschaften und mechanischen Eigenschaften von optischen Fasern auch zwei sehr wichtige physikalische Leistungsparameter.
1. Temperatureigenschaften von Glasfasern
Der Verlust einer optischen Faser kann durch den Dämpfungskoeffizienten der optischen Faser beschrieben werden, und der Dämpfungskoeffizient der optischen Faser steht in direktem Zusammenhang mit der Arbeitsumgebung des optischen Faserkommunikationssystems, das heißt, er wird durch den Einfluss von erhöht Temperatur, insbesondere im Tieftemperaturbereich. Der Hauptgrund für die Erhöhung des Dämpfungskoeffizienten einer optischen Faser ist der Mikrobiegeverlust und der Biegeverlust der optischen Faser.
Der Mikrobiegeverlust der Faser aufgrund von Temperaturänderungen wird durch thermische Ausdehnung und Kontraktion verursacht. In der Physik ist bekannt, dass der Wärmeausdehnungskoeffizient von Siliziumdioxid (SiO2), aus dem die optische Faser besteht, sehr klein ist und bei sinkender Temperatur kaum schrumpft. Die optische Faser muss während des Kabelformprozesses ummantelt und mit anderen Komponenten ergänzt werden. Der Ausdehnungskoeffizient des Beschichtungsmaterials und anderer Komponenten ist groß. Wenn die Temperatur sinkt, ist die Schrumpfung stärker. Wenn sich die Temperatur ändert, ändert sich daher der Ausdehnungskoeffizient des Materials. , Führt dazu, dass sich die Glasfaser leicht verbiegt, insbesondere im Niedrigtemperaturbereich.
Die Kurve zwischen dem zusätzlichen Verlust der Faser und der Temperatur ist in der Abbildung dargestellt. Mit sinkender Temperatur nimmt der zusätzliche Faserverlust allmählich zu. Wenn die Temperatur auf etwa -55 °C sinkt, steigt der zusätzliche Verlust stark an.
Daher ist es beim Entwurf eines Glasfaserkommunikationssystems erforderlich, die Hoch- und Niedertemperaturzyklustests des optischen Kabels zu berücksichtigen, um zu überprüfen, ob der Verlust der optischen Faser den Anforderungen des Index entspricht.
2. Mechanische Eigenschaften von Glasfasern
Um sicherzustellen, dass die optische Faser in praktischen Anwendungen nicht bricht und bei der Verwendung in verschiedenen Umgebungen eine langfristige Zuverlässigkeit aufweist, ist es erforderlich, dass die optische Faser eine bestimmte mechanische Festigkeit aufweist.
Wie allen bekannt ist, handelt es sich bei dem Material, aus dem die aktuelle optische Faser besteht, um SiO2, das zu 125-μm-Filamenten gezogen werden soll. Während des Ziehvorgangs beträgt die Zugfestigkeit der optischen Faser etwa 10 ~ 20 kg/mm². Die Festigkeit kann 400kg/mm² erreichen. Die mechanischen Eigenschaften, die wir diskutieren möchten, beziehen sich hauptsächlich auf die Festigkeit und Lebensdauer der Faser.
Mit der Festigkeit der Lichtleitfaser ist hier die Zugfestigkeit gemeint. Wenn die Faser einer größeren Spannung ausgesetzt wird, als sie aushalten kann, bricht die Faser.
Die Bruchfestigkeit optischer Fasern hängt von der Dicke der Beschichtungsschicht ab. Bei einer Beschichtungsdicke von 5 bis 10 μm beträgt die Bruchfestigkeit 330 kg/mm² und bei einer Beschichtungsdicke von 100 μm kann sie 530 kg/mm² erreichen.
Die Ursache für einen Faserbruch liegt in einem Defekt der Oberfläche des Vorformlings selbst während des Herstellungsprozesses der optischen Faser. Wenn die Spannung aufgenommen wird, konzentriert sich die Belastung auf den Fehler. Wenn die Spannung einen bestimmten Bereich überschreitet, reißt die Faser.
Um sicherzustellen, dass die optische Faser eine Lebensdauer von mehr als 20 Jahren haben kann, sollte die optische Faser einer Festigkeitsprüfung unterzogen werden. Für die Verkabelung dürfen nur Lichtwellenleiter verwendet werden, die den Anforderungen entsprechen.
Die Anforderungen an die Faserfestigkeit im Ausland sind in der Tabelle aufgeführt.
Zu den zulässigen Belastungen für Glasfasern gehören:
(1) die Belastung der Glasfaser während der Verkabelung;
(2) Die Belastung der optischen Faser, die durch einige Faktoren beim Verlegen des optischen Kabels verursacht wird;
(3) Die Belastung der optischen Faser, die durch die Änderung der Temperatur der Arbeitsumgebung verursacht wird.
Ausländischen Daten zufolge kann die Lebensdauer der optischen Faser bei einer Zugspannung von 0,5 % 20 bis 40 Jahre erreichen.
