האם כבל הסיבים האופטי מפחד ממים?

ראשית, סיב אופטי אינו מפחד ממים משום שהוא מוגן. כאשר סיב אופטי נטווה לכבל, ישנן שתי דרישות הגנה לסיב האופטי: האחת היא שהסיב האופטי יהיה תחת פחות עומס; השנייה היא שהסיב האופטי חייב להיות עמיד למים. השכבה החיצונית ביותר של כבל הסיב האופטי היא מעטפת פלסטיק, השכבה הפנימית היא מעטפת מתכת, והשכבה הפנימית היא ציפוי חוסם מים שמתנפח כאשר הוא נחשף למים. ליבת הכבל מחוברת באמצעות דבק וסיבים אופטיים.

לכבל האופטי ארבע דלתות אטומות למים, דהיינו: כיסוי פלסטיק, כיסוי מתכת, שכבת חסימת מים ומשחה.
אז השאלה היא, האם ליבת הסיבים מפחדת ממים? האם היא לא סתם זכוכית, מה העניין הגדול במים?

למעשה, הוא מפחד ממים.
אולי אתם תוהים מדוע הזכוכית באקווריומי דגים ובחלונות בביתכם אינה מפחדת ממים אלא עמידה למים, ומדוע כולן עשויות מזכוכית.

למה ליבת הסיבים מפחדת ממים?

מקובל לחשוב שליבת הסיב אינה מושפעת ממים מכיוון שלזכוכית עמידות מצוינת בפני מים. עם זאת, מים למעשה מזיקים מאוד לכבלים אופטיים. אם מים חודרים לכבל האופטי, הם יפגעו בסיב מכיוון שהוא קופא ומתרחב במים הקרים. לכן, יש לצפות כבלים אופטיים בחומר איטום כדי למנוע חדירת לחות.

ניסויים מראים שחדירת לחות ממושכת לתוך הכבל האופטי תגביר את אובדן הסיבים האופטיים, במיוחד באורך גל של 1.55 pm

הסיבה לכך שסיב אופטי מפחד ממים היא שסיב אופטי מורכב מטטרהדרונים מזכוכית סיליקון-חמצן (SiO4) המחוברים יחד, כפי שמוצג באיור 1. ברשת Si-O-Si, אטומי חמצן קיימים בצורת גשרי חמצן.
עם זאת, בסביבה עם מים, לאחר שמשטח הזכוכית סופג אדי מים, מתרחשת תגובת הידרוליזה איטית, וכתוצאה מכך נשבר קשר הסיליקון-חמצן ברשת המקורית - Si-O-Si -, וגשר החמצן הופך לחמצן לא מגשר כפי שמוצג באיור 2, מה שגורם לסדקים בזכוכית, והסדקים ממשיכים לגדול.

בין אם מדובר בזכוכית של אקווריום, זכוכית חלון או זכוכית סיב אופטי, כולן רגישות לנזקי מים. ההבדל הוא שזכוכית של אקווריום וזכוכית חלון הן עבות מאוד, עם עוביים של 3 מ"מ, 5 מ"מ ו-10 מ"מ. אפילו סדק של 0.05 מ"מ לא ישפיע על חוזק הזכוכית. אין שינויים נראים לעין.

סיב אופטי שונה. קוטר הזכוכית בסיב אופטי הוא רק 0.125 מ"מ, שהוא עבה כמו שערת אדם. אם יש סדק של 0.05 מ"מ, קוטר הסיב האופטי יהיה 0.075 מ"מ, מה שהופך את הסיב לקל מאוד לשבירה. יתר על כן, הופעת שורשי OH תגדיל גם את יכולת ספיגת האור של הסיב האופטי. זו הסיבה שזכוכית של אקווריום וזכוכית חלונות אינן מושפעות ממים, בעוד שזכוכית של סיב אופטי רגישה לנזקי מים.

במקרה זה, אם הכבל האופטי ניזוק, אטם קופסת השזירה אינו טוב והסיב החשוף חשוף, תוחלת החיים של הסיב האופטי תתקצר והסיב ייקרע באופן טבעי עקב מים.

לכן, אם מותקן כבל סיב אופטי בביוב, יש לאבטח את החיבורים כראוי, ואם כבל הסיב האופטי עצמו פגום, יש לתקן אותו. אין לאפשר לחלק הפנימי של כבל הסיב האופטי לבוא במגע עם מים.