Để đảm bảo độ tin cậy và tuổi thọ của đường truyền cáp quang, đặc tính nhiệt độ và đặc tính cơ học của sợi quang cũng là hai thông số hiệu suất vật lý rất quan trọng.
1. Đặc tính nhiệt độ của sợi quang
Sự suy giảm của sợi quang có thể được mô tả bằng hệ số suy giảm của sợi quang và hệ số suy giảm của sợi quang liên quan trực tiếp đến môi trường làm việc của hệ thống thông tin sợi quang, nghĩa là nó tăng lên do ảnh hưởng của nhiệt độ, đặc biệt ở vùng nhiệt độ thấp. Nguyên nhân chính làm tăng hệ số suy giảm của sợi quang là do tổn thất uốn vi mô và tổn thất uốn của sợi quang.
Sự mất mát vi uốn của sợi do thay đổi nhiệt độ là do sự giãn nở và co lại vì nhiệt. Trong vật lý, người ta biết rằng hệ số giãn nở nhiệt của silicon dioxide (SiO2) cấu thành nên sợi quang rất nhỏ và hầu như không co lại khi nhiệt độ giảm. Sợi quang phải được bọc và bổ sung các thành phần khác trong quá trình tạo hình cáp. Hệ số giãn nở của vật liệu phủ và các thành phần khác lớn. Khi nhiệt độ giảm, độ co rút càng nghiêm trọng. Vì vậy, khi nhiệt độ thay đổi thì hệ số giãn nở của vật liệu cũng khác nhau. , Sẽ làm cho sợi quang bị cong nhẹ, đặc biệt là ở vùng nhiệt độ thấp.
Đường cong giữa tổn thất bổ sung của sợi và nhiệt độ được thể hiện trong hình. Khi nhiệt độ giảm, lượng hao hụt bổ sung của sợi tăng dần. Khi nhiệt độ giảm xuống khoảng -55°C, tổn thất bổ sung tăng mạnh.
Do đó, khi thiết kế hệ thống thông tin sợi quang, cần xem xét các thử nghiệm chu kỳ nhiệt độ cao và thấp của cáp quang để kiểm tra xem độ suy hao của sợi quang có đáp ứng yêu cầu của chỉ số hay không.
2. Đặc tính cơ học của sợi quang
Để đảm bảo sợi quang không bị đứt trong các ứng dụng thực tế và có độ tin cậy lâu dài khi sử dụng trong nhiều môi trường khác nhau, yêu cầu sợi quang phải có độ bền cơ học nhất định.
Như đã biết, vật liệu cấu thành nên sợi quang hiện nay là SiO2, được kéo thành các sợi 125 μm. Trong quá trình kéo, độ bền kéo của sợi quang khoảng 10 ~ 20kg/mm2. Sức mạnh có thể đạt tới 400kg / mm2. Các đặc tính cơ học mà chúng tôi muốn thảo luận chủ yếu đề cập đến độ bền và tuổi thọ của sợi.
Độ bền của sợi quang ở đây đề cập đến độ bền kéo. Khi sợi chịu lực căng quá mức có thể chịu được thì sợi sẽ bị đứt.
Về độ bền đứt của sợi quang, nó liên quan đến độ dày của lớp phủ. Khi độ dày lớp phủ là 5 ~ 10μm, độ bền đứt là 330kg / mm2, và khi độ dày lớp phủ là 100μm, nó có thể đạt tới 530kg / mm2.
Nguyên nhân đứt sợi là do bề mặt của phôi bị khiếm khuyết trong quá trình sản xuất sợi quang. Khi nhận được lực căng, ứng suất tập trung vào khuyết tật. Khi lực căng vượt quá một phạm vi nhất định, sợi sẽ bị đứt.
Để đảm bảo sợi quang có thể có tuổi thọ hơn 20 năm, sợi quang phải được kiểm tra độ bền. Chỉ những sợi quang đáp ứng yêu cầu mới có thể được sử dụng làm cáp.
Các yêu cầu về độ bền của sợi ở nước ngoài được thể hiện trong bảng.
Độ căng cho phép của sợi quang bao gồm:
(1) độ căng của sợi quang trong quá trình đi cáp;
(2) Độ căng của sợi quang do một số yếu tố gây ra khi lắp đặt cáp quang;
(3) Độ căng của sợi quang do thay đổi nhiệt độ môi trường làm việc.
Theo dữ liệu nước ngoài, khi độ căng của sợi quang là 0,5% thì tuổi thọ của nó có thể đạt tới 20 đến 40 năm.
