Обычный оптический кабель имеет диапазон температур использования от -40 градусов до 70 градусов. В высокогорных или очень холодных регионах требования к низкотемпературным характеристикам оптических кабелей еще более строгие.
.
Почему слой покрытия приводит к потерям волокна в условиях низких температур?
Волоконно-оптические кабели состоят из трех основных компонентов, расположенных от самого внутреннего к самому внешнему: сердцевина, оболочка и слой покрытия. Сердцевина и оболочка в основном состоят из диоксида кремния (SiO2). Их температурные характеристики относительно стабильны, с небольшим коэффициентом теплового расширения. Напротив, слой покрытия изготовлен из смоляного материала, который имеет гораздо больший коэффициент теплового расширения по сравнению с SiO2. Таким образом, в условиях низких температур слой покрытия сжимается сильнее, чем сердечник, что приводит к сжатию и напряжению волокна, что приводит к микроизгибам и дополнительным потерям.
Рассматривая это с точки зрения модуля упругости слоя покрытия, в условиях низких температур материалы покрытия с меньшим модулем упругости уменьшат напряжение, прикладываемое к волокну при тех же условиях сжатия. Это, в свою очередь, уменьшает потери, испытываемые волокном при низких температурах.
Состав волоконной оптики и потери на микроизгибах показаны на следующей диаграмме.
Помимо свойств материала самого слоя покрытия, качество слоя покрытия также существенно влияет на дополнительное затухание оптического волокна при низких температурах.
1.Равномерность слоя покрытия:В случаях, когда слой покрытия неравномерный и концентричность покрытия оптического волокна плохая, в условиях низких температур может возникнуть неравномерная усадка слоя покрытия, что усугубляет дополнительное затухание оптического волокна при низких температурах.
2.Пузырьки в слое покрытия:Коэффициент теплового расширения газов намного больше, чем у материалов покрытия. Поэтому в условиях низких температур частичная усадка пузырьков в слое покрытия будет превышать усадку самого слоя покрытия. Это явление может привести к тому, что оптоволокно в определенной степени прогнется в сторону пузырька, что приведет к значительным дополнительным потерям.
3.Примеси в слое покрытия:Если в процессе производства в слой покрытия попадают примеси, то различия в коэффициентах теплового расширения различных материалов приведут к увеличению потерь оптического волокна в условиях низких температур.
Подводя итог, можно сказать, что на работу волоконной оптики в условиях низких температур влияют различные факторы, включая качество слоя покрытия, однородность покрытия, наличие пузырьков и примесей в слое покрытия. Эти факторы могут усугубить дополнительные потери на затухание и микроизгибы в волоконно-оптических кабелях, работающих в условиях низких температур. Поэтому обеспечение качества и однородности слоя покрытия, а также минимизация наличия пузырьков и примесей имеют решающее значение для поддержания оптимальной работы волоконно-оптических систем в холодном климате или высокогорных регионах.