Afin d'assurer la fiabilité et la durée de vie des lignes de communication à fibres optiques, les caractéristiques de température et les caractéristiques mécaniques des fibres optiques sont également deux paramètres de performances physiques très importants.
1. Caractéristiques de température de la fibre optique
La perte d'une fibre optique peut être décrite par le coefficient d'atténuation de la fibre optique, et le coefficient d'atténuation de la fibre optique est directement lié à l'environnement de travail du système de communication à fibre optique, c'est-à-dire qu'il est augmenté par l'influence de température, en particulier dans la région des basses températures. La principale raison de l'augmentation du coefficient d'atténuation de la fibre optique est la perte de microcourbure et la perte de courbure de la fibre optique.
La perte de microcourbure de la fibre due aux changements de température est causée par la dilatation et la contraction thermiques. On sait en physique que le coefficient de dilatation thermique du dioxyde de silicium (SiO2) constituant la fibre optique est très faible, et qu'il ne rétrécit pratiquement pas lorsque la température diminue. La fibre optique doit être recouverte et ajoutée à d'autres composants pendant le processus de formation du câble. Le coefficient de dilatation du matériau de revêtement et des autres composants est important. Lorsque la température diminue, le retrait est plus important. Par conséquent, lorsque la température change, le coefficient de dilatation du matériau est différent. , entraînera une légère courbure de la fibre optique, en particulier dans la région des basses températures.
La courbe entre la perte supplémentaire de la fibre et la température est représentée sur la figure. À mesure que la température diminue, la perte supplémentaire de fibre augmente progressivement. Lorsque la température descend jusqu’à environ -55°C, la perte supplémentaire augmente fortement.
Par conséquent, lors de la conception d'un système de communication par fibre optique, il est nécessaire de prendre en compte les tests de cycle à haute et basse température du câble optique pour vérifier si la perte de la fibre optique répond aux exigences de l'indice.
2. Caractéristiques mécaniques de la fibre optique
Afin de garantir que la fibre optique ne se casse pas dans les applications pratiques et qu'elle présente une fiabilité à long terme lorsqu'elle est utilisée dans divers environnements, il est nécessaire que la fibre optique ait une certaine résistance mécanique.
Comme chacun le sait, le matériau qui constitue la fibre optique actuelle est du SiO2, qui doit être étiré en filaments de 125 µm. Pendant le processus d'étirage, la résistance à la traction de la fibre optique est d'environ 10 ~ 20 kg/mm². La résistance peut atteindre 400kg/mm². Les caractéristiques mécaniques que nous souhaitons aborder se réfèrent principalement à la résistance et à la durée de vie de la fibre.
La résistance de la fibre optique fait ici référence à la résistance à la traction. Lorsque la fibre est soumise à une tension supérieure à celle qu’elle peut supporter, elle se brise.
Quant à la résistance à la rupture de la fibre optique, elle est liée à l'épaisseur de la couche de revêtement. Lorsque l'épaisseur du revêtement est de 5 ~ 10 μm, la résistance à la rupture est de 330 kg/mm², et lorsque l'épaisseur du revêtement est de 100 μm, elle peut atteindre 530 kg/mm².
La cause de la rupture de la fibre est due au défaut de la surface de la préforme elle-même lors du processus de production de la fibre optique. Lorsque la tension est reçue, la contrainte se concentre sur le défaut. Lorsque la tension dépasse une certaine plage, la fibre se casse.
Afin de garantir que la fibre optique peut avoir une durée de vie supérieure à 20 ans, la fibre optique doit être soumise à un test de résistance. Seules les fibres optiques répondant aux exigences peuvent être utilisées pour le câblage.
Les exigences en matière de résistance des fibres dans les pays étrangers sont indiquées dans le tableau.
La contrainte admissible pour la fibre optique comprend :
(1) la contrainte de la fibre optique pendant le câblage ;
(2) La contrainte de la fibre optique provoquée par certains facteurs lors de la pose du câble optique ;
(3) La contrainte de la fibre optique causée par le changement de température de l'environnement de travail.
Selon des données étrangères, lorsque la contrainte de traction de la fibre optique est de 0,5 %, sa durée de vie peut atteindre 20 à 40 ans.
