Καταρχάς, η οπτική ίνα δεν φοβάται το νερό επειδή είναι προστατευμένη. Όταν η οπτική ίνα περιστρέφεται σε καλώδιο, υπάρχουν δύο απαιτήσεις προστασίας για την οπτική ίνα: η μία είναι ότι η οπτική ίνα πρέπει να δέχεται λιγότερη καταπόνηση και η άλλη είναι ότι η οπτική ίνα πρέπει να είναι αδιάβροχη. Το εξωτερικό στρώμα του καλωδίου οπτικής ίνας είναι ένα πλαστικό περίβλημα, το εσωτερικό στρώμα είναι ένα μεταλλικό περίβλημα και το εσωτερικό στρώμα είναι μια επίστρωση που εμποδίζει το νερό και διογκώνεται όταν εκτίθεται σε νερό. Ο πυρήνας του καλωδίου συνδέεται με κόλλα και οπτικές ίνες.
Το οπτικό καλώδιο έχει τέσσερις αδιάβροχες θύρες, δηλαδή: πλαστικό κάλυμμα, μεταλλικό κάλυμμα, στρώμα που εμποδίζει το νερό και αλοιφή.
Το ερώτημα λοιπόν είναι, μήπως ο πυρήνας από ίνες φοβάται το νερό; Δεν είναι απλώς γυαλί, ποιο είναι το τόσο μεγάλο πρόβλημα με το νερό;
Στην πραγματικότητα, φοβάται το νερό.
Μπορεί να αναρωτιέστε γιατί τα γυαλιά στα ενυδρεία και τα παράθυρα στο σπίτι σας δεν φοβούνται το νερό αλλά είναι αδιάβροχα, και γιατί είναι όλα κατασκευασμένα από γυαλί.
Γιατί ο πυρήνας των ινών φοβάται το νερό;
Πιστεύεται γενικά ότι ο πυρήνας της οπτικής ίνας δεν επηρεάζεται από το νερό επειδή το γυαλί έχει εξαιρετική αντοχή στο νερό. Ωστόσο, το νερό είναι στην πραγματικότητα πολύ επιβλαβές για τα οπτικά καλώδια. Εάν εισέλθει νερό στο οπτικό καλώδιο, θα προκαλέσει ζημιά στην οπτική ίνα καθώς αυτή παγώνει και διαστέλλεται στο κρύο νερό. Επομένως, τα οπτικά καλώδια πρέπει να επικαλύπτονται με στεγανωτικό για να αποτρέπεται η είσοδος υγρασίας.
Τα πειράματα δείχνουν ότι η παρατεταμένη εισροή υγρασίας στο οπτικό καλώδιο θα αυξήσει τις απώλειες οπτικών ινών, ειδικά στο μήκος κύματος 1,55 μ.μ.
Ο λόγος για τον οποίο οι οπτικές ίνες φοβούνται το νερό είναι ότι η οπτική ίνα αποτελείται από γυάλινα τετράεδρα πυριτίου-οξυγόνου (SiO4) συνδεδεμένα μεταξύ τους, όπως φαίνεται στο Σχήμα 1. Σε ένα δίκτυο Si-O-Si, τα άτομα οξυγόνου υπάρχουν με τη μορφή γεφυρών οξυγόνου.
Ωστόσο, σε ένα περιβάλλον με νερό, αφού η επιφάνεια του γυαλιού προσροφήσει υδρατμούς, λαμβάνει χώρα μια αργή αντίδραση υδρόλυσης, με αποτέλεσμα τη διάσπαση του δεσμού πυριτίου-οξυγόνου στο αρχικό δίκτυο —Si—O—Si—, και η γέφυρα οξυγόνου γίνεται μη γεφυρωμένο οξυγόνο όπως φαίνεται στο Σχήμα 2, με αποτέλεσμα ρωγμές στο γυαλί, οι οποίες συνεχίζουν να μεγαλώνουν.
Είτε πρόκειται για γυαλί ενυδρείου, είτε για γυαλί παραθύρου είτε για γυαλί οπτικών ινών, όλα είναι ευάλωτα σε ζημιές από το νερό. Η διαφορά είναι ότι το γυαλί ενυδρείου και το γυαλί παραθύρου έχουν πολύ μεγάλο πάχος, με πάχη 3 mm, 5 mm και 10 mm. Ακόμα και μια ρωγμή 0,05 mm δεν θα επηρεάσει την αντοχή του γυαλιού. Δεν υπάρχουν ορατές αλλαγές.
Οι οπτικές ίνες είναι διαφορετικές. Η διάμετρος του γυαλιού στις οπτικές ίνες είναι μόνο 0,125 mm, πάχος όσο μια ανθρώπινη τρίχα. Εάν υπάρχει ρωγμή 0,05 mm, η διάμετρος της οπτικής ίνας θα είναι 0,075 mm, καθιστώντας την ίνα πολύ εύκολο να σπάσει. Επιπλέον, η εμφάνιση ριζών OH θα αυξήσει επίσης την ικανότητα απορρόφησης φωτός της οπτικής ίνας. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο το γυαλί του ενυδρείου και το γυαλί των παραθύρων δεν επηρεάζονται από το νερό, ενώ το γυαλί οπτικών ινών είναι ευαίσθητο σε ζημιές από το νερό.
Σε αυτήν την περίπτωση, εάν το οπτικό καλώδιο έχει υποστεί ζημιά, η σφράγιση του κουτιού σύνδεσης δεν είναι καλή και η γυμνή ίνα είναι εκτεθειμένη, η διάρκεια ζωής της οπτικής ίνας θα μειωθεί και η ίνα θα σπάσει φυσικά λόγω νερού.
Επομένως, εάν εγκατασταθεί καλώδιο οπτικών ινών σε αποχετεύσεις, οι συνδέσεις πρέπει να ασφαλιστούν σωστά και, εάν το ίδιο το καλώδιο οπτικών ινών έχει υποστεί ζημιά, πρέπει να επισκευαστεί. Μην αφήνετε το εσωτερικό του καλωδίου οπτικών ινών να έρθει σε επαφή με νερό.
Ώρα δημοσίευσης: 18 Νοεμβρίου 2022
