W celu zapewnienia niezawodności i żywotności światłowodowych linii komunikacyjnych, charakterystyka temperaturowa i właściwości mechaniczne światłowodów są również dwoma bardzo ważnymi parametrami fizycznymi wydajności.
1. Charakterystyka temperaturowa światłowodu
Stratę światłowodu można opisać współczynnikiem tłumienia światłowodu, a współczynnik tłumienia światłowodu jest bezpośrednio związany ze środowiskiem pracy systemu komunikacji światłowodowej, to znaczy jest zwiększany przez wpływ temperatura, szczególnie w regionie o niskiej temperaturze.Głównym powodem zwiększenia współczynnika tłumienia światłowodu jest strata mikrozgięciowa i strata zgięciowa światłowodu.
Utrata mikrozgięcia włókna spowodowana zmianami temperatury jest spowodowana rozszerzalnością i kurczeniem termicznym.Fizycznie wiadomo, że współczynnik rozszerzalności cieplnej dwutlenku krzemu (SiO2) stanowiącego włókno światłowodowe jest bardzo mały i prawie nie kurczy się wraz ze spadkiem temperatury.Światłowód musi być pokryty i dodany do innych komponentów podczas procesu formowania kabla.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 nieznaczne wygięcie światłowodu, szczególnie w obszarze o niskiej temperaturze.
Na rysunku przedstawiono krzywą pomiędzy dodatkowym ubytkiem włókna a temperaturą.Wraz ze spadkiem temperatury stopniowo zwiększa się dodatkowa utrata włókna.Gdy temperatura spada do około -55 ° C, dodatkowe straty gwałtownie rosną.
Dlatego przy projektowaniu systemu komunikacji światłowodowej należy wziąć pod uwagę testy cykliczne kabla optycznego w wysokiej i niskiej temperaturze, aby sprawdzić, czy ubytek światłowodu spełnia wymagania wskaźnika.
2. Charakterystyka mechaniczna światłowodu
W celu zapewnienia, że światłowód nie pęka w praktycznych zastosowaniach i ma długotrwałą niezawodność przy stosowaniu w różnych środowiskach, wymagane jest, aby światłowód miał określoną wytrzymałość mechaniczną.
Jak wszystkim wiadomo, materiałem tworzącym obecne światłowód jest SiO2, który ma zostać wciągnięty we 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 większemu naprężeniu niż jest w stanie wytrzymać, włókno pęknie.
Jeśli chodzi o wytrzymałość światłowodu na zerwanie, 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 zrywania światłowodu jest defekt powierzchni samej preformy podczas procesu produkcji światłowodu.Kiedy napięcie jest odbierane, stres koncentruje się na wadzie.Gdy napięcie przekracza pewien zakres, włókno pęka.
Aby zapewnić żywotność światłowodu ponad 20 lat, światłowód należy poddać badaniu przesiewowemu na wytrzymałość.Do okablowania można używać wyłącznie światłowodów spełniających wymagania.
W tabeli przedstawiono wymagania dotyczące wytrzymałości włókien w innych krajach.
Dopuszczalne naprężenie światłowodu obejmuje:
(1) naprężenie światłowodu podczas okablowania;
(2) Naprężenie światłowodu spowodowane niektórymi czynnikami podczas układania kabla optycznego;
(3) Odkształcenie światłowodu spowodowane zmianą temperatury środowiska pracy.
Według zagranicznych danych, gdy naprężenie rozciągające światłowodu wynosi 0,5%, jego żywotność może sięgać 20 do 40 lat.
