Fiber optik iletişim hatlarının güvenilirliğini ve hizmet ömrünü sağlamak için optik fiberlerin sıcaklık özellikleri ve mekanik özellikleri de çok önemli iki fiziksel performans parametresidir.
1. Optik fiberin sıcaklık özellikleri
Bir optik fiberin kaybı, optik fiberin zayıflama katsayısı ile açıklanabilir ve optik fiberin zayıflama katsayısı, optik fiber iletişim sisteminin çalışma ortamıyla doğrudan ilişkilidir, yani etkisi ile artar. özellikle düşük sıcaklık bölgesinde. Optik fiberin zayıflama katsayısının arttırılmasının ana nedeni, optik fiberin mikro bükülme kaybı ve bükülme kaybıdır.
Sıcaklık değişimlerinden dolayı lifin mikrobükülme kaybı, termal genleşme ve büzülmeden kaynaklanır. Optik fiberi oluşturan silikon dioksitin (SiO2) ısıl genleşme katsayısının çok küçük olduğu ve sıcaklık düştüğünde neredeyse hiç büzülmediği fizikte bilinmektedir. Kablo oluşturma işlemi sırasında optik fiberin kaplanması ve diğer bileşenlerle eklenmesi gerekir. Kaplama malzemesinin ve diğer bileşenlerin genleşme katsayısı büyüktür. Sıcaklık düştüğünde büzülme daha ciddi olur. Bu nedenle sıcaklık değiştiğinde malzemenin genleşme katsayısı farklıdır. , Optik fiberin özellikle düşük sıcaklık bölgesinde hafifçe bükülmesine neden olur.
Ek fiber kaybı ile sıcaklık arasındaki eğri şekilde gösterilmiştir. Sıcaklık düştükçe lifin ek kaybı giderek artar. Sıcaklık yaklaşık -55 °C'ye düştüğünde ek kayıp keskin bir şekilde artar.
Bu nedenle, bir fiber optik iletişim sistemi tasarlarken, fiber optik kaybının endeksin gereksinimlerini karşılayıp karşılamadığını kontrol etmek için optik kablonun yüksek ve düşük sıcaklık döngüsü testlerini dikkate almak gerekir.
2. Optik fiberin mekanik özellikleri
Optik fiberin pratik uygulamalarda kırılmamasını ve çeşitli ortamlarda kullanıldığında uzun süreli güvenilirliğe sahip olmasını sağlamak için optik fiberin belirli bir mekanik dayanıklılığa sahip olması gerekmektedir.
Herkesin bildiği gibi, mevcut optik fiberi oluşturan malzeme, 125 μm'lik filamentler halinde çekilecek olan SiO2'dir. Çekme işlemi sırasında optik fiberin çekme mukavemeti yaklaşık 10 ~ 20kg/mm²'dir. Mukavemet 400kg / mm²'ye ulaşabilir. Tartışmak istediğimiz mekanik özellikler esas olarak elyafın mukavemeti ve ömrü ile ilgilidir.
Optik fiberin mukavemeti burada gerilme mukavemetini ifade etmektedir. Lif dayanabileceğinden daha fazla gerilime maruz kaldığında lif kırılır.
Optik fiberin kopma mukavemeti ise kaplama tabakasının kalınlığı ile ilgilidir. Kaplama kalınlığı 5 ~ 10μm olduğunda kopma mukavemeti 330kg/mm² olup, kaplama kalınlığı 100μm olduğunda 530kg/mm²’ye ulaşabilmektedir.
Fiber kırılmasının nedeni, optik fiberin üretim süreci sırasında ön kalıbın yüzeyinin kusurundan kaynaklanmaktadır. Gerilim alındığında stres kusur üzerinde yoğunlaşır. Gerilim belirli bir aralığı aştığında elyaf kırılır.
Optik fiberin 20 yıldan fazla kullanım ömrüne sahip olabilmesini sağlamak için optik fiberin bir dayanıklılık tarama testine tabi tutulması gerekir. Kablolama için yalnızca gereksinimleri karşılayan optik fiberler kullanılabilir.
Yabancı ülkelerdeki elyaf mukavemeti gereklilikleri tabloda gösterilmektedir.
Optik fiberin izin verilen gerilimi şunları içerir:
(1) kablolama sırasında optik fiberin gerilimi;
(2) Optik kablo döşenirken bazı faktörlerin neden olduğu optik fiberin gerilimi;
(3) Çalışma ortamı sıcaklığının değişmesinden kaynaklanan optik fiberin gerilimi.
Yabancı verilere göre optik fiberin çekme gerilimi %0,5 olduğunda ömrü 20 ila 40 yıla ulaşabiliyor.
