Знания

Как известно, просачивание воды крайне опасно для оптических волокон, поскольку выделяющийся из воды водород может вызвать «потерю водорода» в волокнах, что приводит к увеличению затухания и существенно влияет на эффективность и стабильность передачи.

Так что же такое «потеря водорода»?

Потерю водорода можно разделить на два типа: обратимую потерю водорода и необратимую потерю водорода.

Обратимая потеря водорода:

Молекулы водорода диффундируют в SiO₂оптические волокна, а проникший свободный водород улавливается SiO₂сетка при комнатной температуре. Под действием локального электрического поля в молекулах водорода образуется дипольный момент, а дополнительные потери на поглощение генерируются вибрацией водорода. По сравнению с соединительными связями между обычными молекулами сила захвата сетки относительно слаба. Если удалить водородное окружение волокна, молекулы водорода выйдут из SiO₂сетка, и потеря волокна восстановится до своего первоначального значения. Таким образом, это прерывистый эффект, и генерируемая потеря водорода обратима.

Необратимая потеря водорода:
Молекулы водорода, которые диффундируют в тело человека при высоких температурах, химически связываются с дефектными частями сетки волокна, образуя группы ОН, и их вибрация увеличивает пиковые потери поглощения. Благодаря сильной силе связи, даже после удаления водородной среды из оптического волокна, химические связи все еще существуют, и потери поглощения не изменятся. Таким образом, это постоянный химический эффект, и результирующая потеря водорода необратима.

Так как же оптическое волокно контактирует с молекулами водорода? Откуда они берутся и как их следует подавлять?

Во-первых, необходимо понять факторы, которые влияют на величину потерь водорода. Следует отметить, что будь то одномодовый оптический кабель или многомодовый оптический кабель, накопление газообразного водорода в структуре кабеля может ухудшить оптические характеристики в течение срока его службы.

Величина потери водорода зависит от следующих факторов:

• Тип оптического волокна, его состав и концентрация легирующих примесей, а также его собственная чувствительность к водороду;
• Проектирование волоконно-оптического кабеля, в частности выбор и сочетание материалов, используемых в его конструкции;
• Среда установки, включая рабочую температуру;
• Уровень водорода, выделяемого оптическими кабелями в течение срока их службы.

Источником водорода в оптических кабелях могут быть:

• Водород, выделяемый компонентами оптического кабеля, в том числе связанный с эффектами долгосрочного старения материалов;
• Водород, содержащийся в сжатом воздухе, закачиваемом в оптический кабель;
• Выделение водорода, вызванное коррозией металлических деталей в присутствии влаги;
• Водород, образующийся в результате биохимической коррозии.

Для предотвращения потерь водорода при проектировании и производстве волоконно-оптических кабелей следует учитывать соответствующие меры, такие как:

• Выбор подходящих легирующих добавок при изготовлении волоконно-оптических заготовок и использование P₂O₅меньше или меньше;
• При изготовлении заготовок для оптоволокна используется синтетический SiO₂используется в качестве оболочки вместо природного SiO₂облицовка;
• При протяжке оптических волокон следует выбирать материалы покрытия с низким выделением водорода;
• Тщательно выбирайте материалы, используемые для оптического кабеля, особенно заполняющую пасту, которая вступает в непосредственный контакт с волокном, что особенно важно;
• Примите меры по блокировке воды для волоконно-оптических кабелей, чтобы исключить общую утечку воды или выделение водорода, а также исключить появление внешней водородной среды.