Aby zapewnić niezawodność i żywotność światłowodowych linii komunikacyjnych, charakterystyka temperaturowa i właściwości mechaniczne włókien optycznych są również dwoma bardzo ważnymi parametrami wydajności fizycznej.
1. Charakterystyka temperaturowa światłowodu
Stratę światłowodu można opisać współczynnikiem tłumienia światłowodu, a współczynnik tłumienia światłowodu jest bezpośrednio powiązany ze środowiskiem pracy systemu komunikacji światłowodowej, to znaczy jest zwiększany pod wpływem temperatura, szczególnie w obszarze niskich temperatur. Głównym powodem zwiększenia współczynnika tłumienia światłowodu są straty mikrozgięciowe i straty zginające światłowodu.
Utrata mikrozgięć włókna w wyniku zmian temperatury jest spowodowana rozszerzalnością cieplną i kurczeniem się. W fizyce wiadomo, że współczynnik rozszerzalności cieplnej dwutlenku krzemu (SiO2) tworzącego światłowód jest bardzo mały i prawie nie kurczy się wraz ze spadkiem temperatury. W procesie formowania kabla światłowód musi być powlekany i dodawany do innych składników. Współczynnik rozszerzalności materiału powłokowego i innych składników jest duży. Gdy temperatura spada, skurcz jest poważniejszy. Dlatego gdy zmienia się temperatura, współczynnik rozszerzalności materiału jest inny. , Spowoduje lekkie zgięcie światłowodu, szczególnie w obszarze niskich temperatur.
Krzywą pomiędzy dodatkową stratą włókna a temperaturą pokazano na rysunku. Wraz ze spadkiem temperatury stopniowo wzrasta dodatkowa strata włókna. Gdy temperatura spadnie do około -55°C, dodatkowe straty gwałtownie rosną.
Dlatego przy projektowaniu systemu komunikacji światłowodowej należy wziąć pod uwagę testy cykliczne wysokiej i niskiej temperatury kabla optycznego, aby sprawdzić, czy strata światłowodu spełnia wymagania wskaźnika.
2. Właściwości mechaniczne światłowodu
Aby mieć pewność, że światłowód nie ulegnie uszkodzeniu w praktycznych zastosowaniach i będzie miał długoterminową niezawodność podczas stosowania w różnych środowiskach, wymagane jest, aby światłowód miał określoną wytrzymałość mechaniczną.
Jak powszechnie wiadomo, materiałem, z którego zbudowany jest obecny światłowód, jest SiO2, który ma zostać wciągnięty w włókna o średnicy 125 µm. Podczas procesu ciągnienia wytrzymałość na rozciąganie światłowodu wynosi około 10 ~ 20kg/mm². Siła może osiągnąć 400 kg / mm². Właściwości mechaniczne, które chcemy omówić, odnoszą się głównie do wytrzymałości i żywotności włókna.
Wytrzymałość światłowodu odnosi się tutaj do wytrzymałości na rozciąganie. Kiedy włókno zostanie poddane naprężeniu większemu, niż jest w stanie wytrzymać, pęknie.
Jeśli chodzi o wytrzymałość na zerwanie światłowodu, jest ona związana z grubością warstwy powłoki. Gdy grubość powłoki wynosi 5 ~ 10 μm, wytrzymałość na zerwanie wynosi 330 kg / mm², a gdy grubość powłoki wynosi 100 μm, może osiągnąć 530 kg / mm².
Przyczyną pękania światłowodu jest defekt powierzchni samej preformy podczas procesu produkcyjnego światłowodu. Kiedy napięcie zostanie przyjęte, naprężenie koncentruje się na skazie. Kiedy napięcie przekracza pewien zakres, włókno pęka.
Aby zapewnić żywotność światłowodu przekraczającą 20 lat, należy go poddać próbie wytrzymałościowej. Do okablowania można stosować wyłącznie światłowody spełniające wymagania.
Wymagania dotyczące wytrzymałości włókien w innych krajach przedstawiono w tabeli.
Dopuszczalne obciążenie światłowodu obejmuje:
(1) naprężenie światłowodu podczas okablowania;
(2) Naprężenie światłowodu spowodowane pewnymi czynnikami podczas układania kabla optycznego;
(3) Odkształcenie światłowodu spowodowane zmianą temperatury środowiska pracy.
Według danych zagranicznych, gdy naprężenie rozciągające światłowodu wynosi 0,5%, jego żywotność może sięgać od 20 do 40 lat.
