첫째, 광섬유는 보호 구조 덕분에 물에 강합니다. 광섬유를 케이블로 만들 때 두 가지 보호 요건이 있는데, 하나는 광섬유에 가해지는 스트레스를 최소화하는 것이고, 다른 하나는 광섬유가 방수되어야 한다는 것입니다. 광섬유 케이블의 가장 바깥쪽 층은 플라스틱 외피이고, 안쪽 층은 금속 외피이며, 가장 안쪽 층은 물에 닿으면 팽창하는 방수 코팅입니다. 케이블의 중심부는 접착제와 광섬유로 접합되어 있습니다.
광케이블에는 플라스틱 커버, 금속 커버, 방수층, 그리고 윤활제 등 4개의 방수층이 있습니다.
그래서 질문은, 섬유 코어는 물을 무서워할까요? 그냥 유리일 뿐인데, 물이 뭐가 문제일까요?
사실 그는 물을 무서워한다.
어항이나 집 창문의 유리가 물에 젖어도 괜찮은 이유, 그리고 왜 모두 유리로 만들어졌는지 궁금할 수도 있습니다.
섬유 심은 왜 물을 싫어할까요?
일반적으로 광섬유 코어는 유리 소재의 내수성이 뛰어나 물에 영향을 받지 않는다고 생각하지만, 실제로는 물이 광케이블에 매우 해롭습니다. 물이 광케이블 내부로 들어가면, 차가운 물에서 얼어붙었다가 팽창하면서 광섬유를 손상시킵니다. 따라서 광케이블은 습기 침투를 막기 위해 밀봉재로 코팅해야 합니다.
실험 결과에 따르면 광케이블에 습기가 장기간 침투하면 광섬유 손실이 증가하며, 특히 1.55pm 파장에서 이러한 현상이 두드러지게 나타납니다.
광섬유가 물에 약한 이유는 그림 1에서 보는 바와 같이 광섬유가 실리콘-산소(SiO4) 유리 사면체가 서로 연결되어 구성되어 있기 때문입니다. Si-O-Si 네트워크에서 산소 원자는 산소 가교 형태로 존재합니다.
그러나 물이 있는 환경에서는 유리 표면이 수증기를 흡착한 후 느린 가수분해 반응이 일어나 원래의 네트워크 구조인 —Si—O—Si—의 실리콘-산소 결합이 끊어지고, 그림 2에서와 같이 산소 가교가 끊어진 산소로 변하여 유리에 균열이 생기고, 이 균열은 계속해서 커진다.
어항 유리, 창유리, 광섬유 유리 등 모든 유리는 물에 의해 손상될 수 있습니다. 차이점은 어항 유리와 창유리가 3mm, 5mm, 10mm 정도로 매우 두껍다는 것입니다. 0.05mm 정도의 작은 균열이 생겨도 유리의 강도에는 영향을 미치지 않으며, 겉으로 보이는 변화도 없습니다.
광섬유는 다릅니다. 광섬유에 사용되는 유리의 직경은 0.125mm에 불과하며, 이는 사람 머리카락 굵기와 같습니다. 만약 0.05mm의 균열이 생기면 광섬유의 직경은 0.075mm까지 줄어들어 매우 쉽게 파손됩니다. 게다가, OH 라디칼이 생기면 광섬유의 광 흡수 능력이 증가합니다. 이것이 바로 어항 유리나 창유리는 물에 영향을 받지 않는 반면, 광섬유는 물에 매우 취약한 이유입니다.
이 경우 광케이블이 손상되거나 접속함 밀봉이 불량하여 광섬유가 노출되면 광섬유의 수명이 단축되고 물에 의해 자연적으로 파손될 수 있습니다.
따라서 하수관에 광섬유 케이블을 설치할 경우, 연결 부위를 제대로 고정해야 하며, 광섬유 케이블 자체가 손상된 경우에는 수리해야 합니다. 광섬유 케이블 내부가 물에 닿지 않도록 해야 합니다.
게시 시간: 2022년 11월 18일
