لماذا يخاف كابل الألياف البصرية من الرطوبة

في عملية تصنيع الكابلات الضوئية ، هناك متطلبان رئيسيان لحماية الألياف الضوئية: الأول هو تقليل الضغط البدني على الألياف ؛ والآخر هو التأكد من أن الألياف لديها أداء جيد للماء.

هيكل كابل الألياف البصرية من الخارج إلى الداخل هو غمد بلاستيكي ، غمد معدني ، طبقة مانعة للماء تتوسع في اتصال مع الماء ، ونواة كابل تحتوي على مرهم ، والتي تتكامل بشكل وثيق مع كابل الألياف البصرية. يشتمل التصميم المقاوم للماء للألياف البصرية على أربعة خطوط دفاع: غمد بلاستيكي ، غمد معدني ، طبقة مانعة للماء ومرهم. ومع ذلك ، قد يتساءل الناس عن سبب صنع الزجاج أيضًا من الزجاج ، ولماذا تخاف الألياف البصرية من الماء ، لكن زجاج خزان الأسماك وزجاج النوافذ في المنزل مقاومان للماء ؟

ويعتقد عموما أن الألياف البصرية ليست خائفة من الماء لأن الزجاج نفسه لديه التصاق الماء جيدة. ولكن في الواقع ، الماء ضار للغاية للكابلات البصرية. إذا دخل الماء إلى الكابل ، في بيئة درجة حرارة منخفضة ، يتجمد الماء ويتوسع لإتلاف الألياف. لذلك ، يجب ملء الجزء الداخلي من الكابل بمرهم لمنع الرطوبة من الغزو.

أظهرت التجارب أن تسرب الرطوبة على المدى الطويل يؤدي إلى زيادة توهين الألياف ، خاصة عند الطول الموجي 1.55 ميكرون ، كما هو موضح في الشكل.

يكمن سبب خوف الألياف الضوئية من الماء في هيكلها. تتكون الألياف الضوئية من رباعي السطوح من السيليكون والأكسجين (SiO ²) مترابطة ، كما هو موضح في الشكل 1. في شبكة Si-O-Si ، توجد ذرات الأكسجين في شكل أكسجين جسر. ومع ذلك ، في بيئة بها ماء ، بعد أن يمتص السطح الزجاجي بخار الماء ، سيحدث تفاعل تحلل مائي تدريجيًا ، مما يؤدي إلى كسر رابطة السيليكون والأكسجين في شبكة Si-O-Si ، وسيتحول أكسجين الجسر إلى أكسجين غير جسر ، كما هو موضح في الشكل 2. سيؤدي ذلك إلى تشققات في الزجاج ويؤدي إلى استمراره في التوسع.

سواء كان زجاج خزان الأسماك أو زجاج النوافذ أو الألياف البصرية ، فإنهم في الواقع يخافون من الماء. الفرق هو أن سمك زجاج خزان الأسماك وزجاج النوافذ عادة ما يكون 3 مم أو 5 مم أو حتى 10 مم. حتى إذا ظهر صدع يبلغ 0.05 مم ، فلن يؤثر ذلك بشكل كبير على قوة الزجاج ، ومن الصعب على العين المجردة اكتشافه. يبلغ قطر الألياف الزجاجية 0.125 مم فقط ، وهي رقيقة مثل الشعر. إذا كان هناك صدع يبلغ 0.05 مم ، فسيتم تقليل قطر الألياف إلى 0.075 مم ، وهو أمر سهل للغاية للكسر. بالإضافة إلى ذلك ، فإن وجود جذور OH سيزيد أيضًا من امتصاص الألياف البصرية وفقدانها. هذا هو السبب في أن زجاج خزان الأسماك وزجاج النوافذ لا يخافان من الماء ، بينما يخاف زجاج الألياف البصرية من الماء.

لذلك ، يمكن أن يؤدي تلف الكابلات أو الختم السيئ لصندوق لصق أو التعرض للألياف العارية إلى تقصير عمر خدمة الألياف بسبب تسرب المياه ، وحتى يؤدي إلى كسر الألياف الطبيعية.