Por que o cabo de fibra óptica tem medo de umidade?

No processo de fabricação de cabos ópticos, existem dois requisitos fundamentais para a proteção das fibras ópticas: um é minimizar o estresse físico sobre a fibra; o outro é garantir que a fibra tenha um bom desempenho à prova d 'água.

A estrutura do cabo de fibra óptica de fora para dentro é uma bainha de plástico, uma bainha de metal, uma camada de bloqueio de água que se expande em contato com a água e um núcleo de cabo contendo pomada, que está intimamente integrado com o cabo de fibra óptica. O design à prova d 'água da fibra óptica inclui quatro linhas de defesa: bainha de plástico, bainha de metal, camada de bloqueio de água e pomada. No entanto, as pessoas podem se perguntar por que o vidro também é feito de vidro, por que a fibra óptica tem tanto medo de água, mas o vidro do aquário e o vidro da janela da casa são à prova d' água?

Geralmente, acredita-se que as fibras ópticas não têm medo de água porque o próprio vidro tem boa adesão à água. Mas, na verdade, a água é extremamente prejudicial aos cabos ópticos. Se a água entrar no cabo, em um ambiente de baixa temperatura, a água congela e se expande para danificar a fibra. Portanto, o interior do cabo precisa ser preenchido com pomada para evitar que a umidade invada.

Experimentos mostraram que a intrusão de umidade de longo prazo resulta em aumento da atenuação da fibra, especialmente no comprimento de onda de 1,55 mícrons, conforme mostrado na figura.

A razão pela qual uma fibra óptica tem medo de água está em sua estrutura. A fibra óptica é composta por tetraedros de silício-oxigênio de vidro (SiO ²) interconectados, conforme mostrado na Figura 1. Na rede Si-O-Si, os átomos de oxigênio existem na forma de oxigênio de ponte. No entanto, em um ambiente com água, depois que a superfície do vidro absorve o vapor de água, uma reação de hidrólise ocorrerá gradualmente, resultando na fratura da ligação silício-oxigênio na rede Si-O-Si, e o oxigênio da ponte se transformará em oxigênio não-ponte, conforme mostrado na Figura 2. Isso causará rachaduras no vidro e fará com que ele continue a se expandir.

Seja vidro de aquário, vidro de janela ou vidro de fibra óptica, eles realmente têm medo de água. A diferença é que a espessura do vidro do aquário e do vidro da janela é geralmente de 3 mm, 5 mm ou meSMo 10 mm. Mesmo que apareça uma rachadura de 0,05 mm, ela não afetará significativamente a resistência do vidro e é difícil para o olho nu detectar. O diâmetro da fibra óptica é de apenas 0,125 mm, que é tão fina quanto um fio de cabelo. Se houver uma rachadura de 0,05 mm, o diâmetro da fibra será reduzido para 0,075 mm, o que é muito fácil de quebrar. Além disso, a presença de raízes OH também aumentará a absorção e a perda de luz pela fibra óptica. É por isso que o vidro do aquário e o vidro da janela não têm medo da água, enquanto o vidro de fibra óptica tem medo da água.

Portanto, danos ao cabo, vedação inadequada da caixa de emenda ou exposição a fibras nuas podem encurtar a vida útil da fibra devido à intrusão de água e até mesmo levar à quebra natural da fibra.