Por qué el cable de fibra óptica le teme a la humedad?

En el proceso de fabricación de cables ópticos, hay dos requisitos clave para la protección de las fibras ópticas: uno es minimizar el estrés físico sobre la fibra; el otro es garantizar que la fibra tenga un buen rendimiento a prueba de agua.

La estructura del cable de fibra óptica de afuera hacia adentro es una funda de plástico, una funda de metal, una capa bloqueadora de agua que se expande en contacto con con agua y un núcleo de cable que contiene pomada, que está estrechamente integrada con el cable de fibra óptica. El diseño impermeable de la fibra óptica incluye cuatro líneas de defensa: funda de plástico, funda de metal, capa bloqueadora de agua y pomada. Sin embargo, la gente puede preguntarse por qué el vidrio también está hecho de vidrio, por qué la fibra óptica le teme tanto al agua, pero el vidrio de la pecera y el vidrio de la ventana en el hogar son impermeables.

En general, se cree que las fibras ópticas no le temen al agua porque el vidrio en sí tiene una buena adherencia al agua. Pero, de hecho, el agua es extremadamente dañina para los cables ópticos. Si entra agua en el cable, en un ambiente de baja temperatura, el agua se congela y se expande para dañar la fibra. Por lo tanto, el interior del cable debe rellenarse con con pomada para evitar que la humedad invada.

Los experimentos han demostrado que la intrusión de humedad a largo plazo da como resultado una mayor atenuación de la fibra, especialmente en la longitud de onda de 1,55 micras, como se muestra en la figura.

La razón por la que una fibra óptica le teme al agua radica en su estructura. La fibra óptica está compuesta de tetraedros de silicio-oxígeno de vidrio (SiO ²) interconectados, como se muestra en la Figura 1. En la red Si-O-Si, los átomos de oxígeno existen en forma de oxígeno puente. Sin embargo, en un entorno con de agua, después de que la superficie del vidrio absorba vapor de agua, se producirá gradualmente una reacción de hidrólisis, lo que resultará en la fractura del enlace silicio-oxígeno en la red Si-O-Si, y el oxígeno puente se transformará en oxígeno no puente, como se muestra en la Figura 2. Esto causará grietas en el vidrio y hará que continúe expandiéndose.

Ya sea vidrio para pecera, vidrio para ventana o vidrio de fibra óptica, en realidad le tienen miedo al agua. La diferencia es que el grosor del vidrio de la pecera y del vidrio de la ventana suele ser de 3 mm, 5 mm o incluso 10 mm. Incluso si aparece una grieta de 0,05 mm, no afectará significativamente la resistencia del vidrio y es difícil de detectar a simple vista. El diámetro de la fibra de vidrio óptico es de solo 0,125 mm, que es tan fino como un cabello. Si hay una grieta de 0,05 mm, el diámetro de la fibra se reducirá a 0,075 mm, que es muy fácil de romper. Además, la presencia de raíces OH también aumentará la absorción y pérdida de luz por la fibra óptica. Es por eso que el vidrio de la pecera y el vidrio de la ventana no le temen al agua, mientras que el vidrio de fibra óptica le teme al agua.

Por lo tanto, el daño del cable, el mal sellado de la caja de empalme o la exposición a las fibras desnudas pueden acortar la vida útil de la fibra debido a la intrusión de agua e incluso provocar la rotura de la fibra natural.