Звичайний оптичний кабель має температурний діапазон використання від -40 градусів до 70 градусів. У високогірних або надзвичайно холодних регіонах вимоги до низькотемпературних характеристик оптичних кабелів ще суворіші.
.
Чому шар покриття спричиняє втрати волокна в умовах низьких температур?
Волоконно-оптичні кабелі складаються з трьох основних компонентів, розташованих від самого внутрішнього до зовнішнього: серцевини, оболонки та шару покриття. Серцевина та оболонка в основному складаються з діоксиду кремнію (SiO2). Їх температурні показники відносно стабільні, з невеликим коефіцієнтом теплового розширення. Навпаки, шар покриття виготовлено зі смоляного матеріалу, який має набагато більший коефіцієнт теплового розширення порівняно з SiO2. Таким чином, у низькотемпературному середовищі шар покриття стискається більше, ніж серцевина, спричиняючи стиснення та напругу волокна, що призводить до мікровигинів та додаткових втрат.
Якщо дивитися на це з точки зору модуля пружності шару покриття, то в умовах низької температури покриття з меншими модулями пружності зменшить навантаження на волокно за тих самих умов стиснення. Це, у свою чергу, зменшує втрати, які відчуває волокно при низьких температурах.
Склад волоконної оптики та втрати на мікрозгині показано на наступній діаграмі.
Крім властивостей матеріалу самого шару покриття, якість шару покриття також істотно впливає на додаткове загасання волоконної оптики при низьких температурах.
1. Рівномірність шару покриття:У випадках, коли шар покриття нерівномірний і концентричність волоконно-оптичного покриття є поганою, нерівномірна усадка шару покриття схильна до появи в низькотемпературному середовищі, що посилює додаткове загасання волоконної оптики при низьких температурах.
2. Бульбашки в шарі покриття:Коефіцієнт теплового розширення газів набагато більший, ніж у матеріалів покриття. Тому в умовах низьких температур часткова усадка бульбашок у шарі покриття перевищить усадку самого шару покриття. Це явище може призвести до того, що волоконно-оптичне волокно певною мірою вигинається в бік бульбашки, що призводить до значних додаткових втрат.
3. Домішки в шарі покриття:Якщо домішки вводяться в шар покриття під час виробничого процесу, відмінності в коефіцієнтах теплового розширення різних матеріалів збільшать втрати волоконної оптики в умовах низьких температур.
Підсумовуючи, на роботу волоконної оптики в умовах низької температури впливають різні фактори, включаючи якість шару покриття, однорідність покриття, наявність бульбашок і домішок у шарі покриття. Ці фактори можуть посилити додаткові втрати на загасання та мікровигин у волоконно-оптичних кабелях, що працюють у середовищі з низькими температурами. Таким чином, забезпечення якості та однорідності шару покриття, а також мінімізація наявності бульбашок і домішок є вирішальним для підтримки оптимальної роботи волоконно-оптичних систем у холодному кліматі або високогірних регіонах.