هل كابل الألياف الضوئية يخاف من الماء؟

أولًا، لا تتأثر الألياف الضوئية بالماء لأنها محمية. عند غزل الألياف الضوئية لتشكيل كابل، يُشترط توفير شرطين لحمايتها: الأول هو تقليل الضغط الواقع عليها، والثاني هو أن تكون مقاومة للماء. يتكون كابل الألياف الضوئية من غلاف بلاستيكي خارجي، وغلاف معدني داخلي، وطبقة عازلة للماء تتمدد عند تعرضها للماء. أما لب الكابل، فيُلصق بالألياف الضوئية باستخدام مادة لاصقة.

يحتوي الكابل البصري على أربعة أبواب مقاومة للماء، وهي: غطاء بلاستيكي، غطاء معدني، طبقة مانعة لتسرب الماء، ومرهم.
إذن، السؤال هو: هل يخشى لب الألياف الماء؟ أليس مجرد زجاج، فما المشكلة الكبيرة في الماء؟

في الحقيقة، هو يخاف من الماء.
قد تتساءل لماذا لا يخاف الزجاج الموجود في أحواض الأسماك والنوافذ في منزلك من الماء ولكنه مقاوم للماء، ولماذا جميعها مصنوعة من الزجاج.

لماذا يخاف لب الألياف من الماء؟

يُعتقد عمومًا أن قلب الألياف لا يتأثر بالماء نظرًا لمقاومة الزجاج الممتازة للماء. مع ذلك، يُعدّ الماء في الواقع مُضرًا جدًا بالكابلات الضوئية. فإذا تسرب الماء إلى داخل الكابل، فإنه يُتلف الألياف نتيجة تجمده وتمدده في الماء البارد. لذا، ينبغي تغطية الكابلات الضوئية بمادة مانعة للتسرب لمنع دخول الرطوبة.

تُظهر التجارب أن دخول الرطوبة لفترات طويلة إلى الكابلات الضوئية يزيد من فقدان الألياف الضوئية، وخاصة عند الطول الموجي 1.55 بيكومتر.

إن السبب في خوف الألياف البصرية من الماء هو أن الألياف البصرية تتكون من رباعيات الأوجه من زجاج السيليكون والأكسجين (SiO4) المتصلة ببعضها البعض، كما هو موضح في الشكل 1. في شبكة Si-O-Si، توجد ذرات الأكسجين على شكل جسور أكسجين.
ومع ذلك، في بيئة تحتوي على الماء، بعد أن يمتص سطح الزجاج بخار الماء، يحدث تفاعل تحلل مائي بطيء، مما يؤدي إلى كسر رابطة السيليكون والأكسجين في الشبكة الأصلية —Si—O—Si—، ويصبح جسر الأكسجين أكسجينًا غير متصل كما هو موضح في الشكل 2، مما يؤدي إلى ظهور تشققات في الزجاج، وتستمر هذه التشققات في النمو.

سواءً كان زجاج حوض السمك، أو زجاج النوافذ، أو زجاج الألياف الضوئية، فجميعها عرضة للتلف الناتج عن الماء. والفرق هو أن زجاج حوض السمك وزجاج النوافذ سميكان للغاية، حيث تبلغ سماكتهما 3 مم، و5 مم، و10 مم على التوالي. حتى أن شقًا صغيرًا بحجم 0.05 مم لن يؤثر على متانة الزجاج، ولن تظهر عليه أي تغييرات مرئية.

تختلف الألياف الضوئية. يبلغ قطر الزجاج فيها 0.125 مم فقط، أي ما يعادل سُمك شعرة الإنسان. في حال وجود شق صغير بحجم 0.05 مم، ينخفض ​​قطر الألياف الضوئية إلى 0.075 مم، مما يجعلها شديدة الهشاشة. علاوة على ذلك، يُسهم وجود جذور الهيدروكسيل (OH) في زيادة قدرة الألياف الضوئية على امتصاص الضوء. لهذا السبب، لا يتأثر زجاج أحواض الأسماك وزجاج النوافذ بالماء، بينما يكون زجاج الألياف الضوئية عرضةً للتلف الناتج عنه.

في هذه الحالة، إذا تضرر الكابل البصري، ولم يكن ختم صندوق التوصيل جيدًا، وتعرضت الألياف المكشوفة، فإن عمر الألياف البصرية سيقصر، وستنكسر الألياف بشكل طبيعي بسبب الماء.

لذا، إذا تم تركيب كابلات الألياف الضوئية في المجاري، فيجب تثبيت الوصلات بإحكام، وإذا تضررت كابلات الألياف الضوئية نفسها، فيجب إصلاحها. تجنب ملامسة الجزء الداخلي من كابلات الألياف الضوئية للماء.