Znanje

Kao što je poznato, curenje vode je vrlo pogubno za optička vlakna, jer vodonik istaložen iz vode može uzrokovati "gubitak vodonika" u vlaknima, što dovodi do povećanog slabljenja i uvelike utječe na efikasnost i stabilnost prijenosa.

Dakle, šta je "gubitak vodonika"?

Gubitak vodonika može se podijeliti u dvije vrste: reverzibilni gubitak vodonika i nepovratni gubitak vodonika.

Reverzibilni gubitak vodonika:

Molekuli vodonika difundiraju u SiO₂optičkih vlakana, a infiltrirani slobodni vodik je zarobljen SiO₂rešetke na sobnoj temperaturi. Pod djelovanjem lokalnog električnog polja u molekulama vodika nastaje dipolni moment, a vibracijom vodika nastaju dodatni gubici pri apsorpciji. U poređenju sa vezama između običnih molekula, sila hvatanja mreže je relativno slaba. Ako se vodikovo okruženje vlakna ukloni, molekule vodonika će pobjeći iz SiO₂mreže, a gubitak vlakana će se vratiti na svoju prvobitnu vrijednost. Stoga je ovo povremeni efekat, a nastali gubitak vodonika je reverzibilan.

Nepovratni gubitak vodonika:
Molekuli vodika koji difundiraju u ljudsko tijelo na visokim temperaturama hemijski se vezuju za defektne dijelove vlaknaste mreže i formiraju OH grupe, a njihova vibracija povećava vršni gubitak apsorpcije. Zbog jake sile vezivanja, čak i nakon uklanjanja vodikovog okruženja iz optičkog vlakna, hemijske veze i dalje postoje i gubitak apsorpcije se neće promijeniti. Dakle, to je trajni hemijski efekat, a rezultirajući gubitak vodonika je nepovratan.

Dakle, kako optičko vlakno dolazi u kontakt s molekulama vodonika? Odakle dolaze i kako ih treba suzbiti?

Prije svega, potrebno je razumjeti faktore koji utiču na veličinu gubitka vodonika. Treba napomenuti da bilo da se radi o jednomodnom optičkom kablu ili višemodnom optičkom kablu, akumulacija gasa vodika u strukturi kabla može pogoršati optičke performanse tokom njegovog radnog veka.

Veličina gubitka vodonika zavisi od sledećih faktora:

• Vrsta optičkog vlakna, njegov sastav i koncentracija dopinga, te inherentna osjetljivost na plin vodonik;
• Dizajn optičkog kabla, posebno izbor i kombinacija materijala koji se koriste u njegovoj strukturi;
• Instalacijsko okruženje, uključujući njegovu radnu temperaturu;
• Nivo gasa vodonika koji stvaraju optički kablovi tokom njihovog radnog veka.

Plin vodonik u optičkim kablovima može doći iz:

• Vodik koji oslobađaju komponente optičkog kabla, uključujući one povezane s dugotrajnim efektima starenja materijala;
• Vodik sadržan u komprimovanom vazduhu upumpava se u optički kabl;
• Evolucija vodika uzrokovana korozijom metalnih komponenti u prisustvu vlage;
• Vodik proizveden biohemijskom korozijom.

Kako bi se spriječio gubitak vodika, pri projektovanju i proizvodnji optičkih kablova treba razmotriti odgovarajuće mjere, kao što su:

• Odabir odgovarajućih dodataka prilikom izrade predformi od optičkih vlakana i korištenje P₂O₅manje ili manje;
• Prilikom izrade predformi od optičkih vlakana, sintetički SiO₂koristi se kao obloga umjesto prirodnog SiO₂obloge;
• Kada crtate optička vlakna, birajte materijale za oblaganje sa niskim izdvajanjem vodika;
• Pažljivo birajte materijale koji se koriste za optički kabl, posebno pastu za punjenje koja dolazi u direktan kontakt sa vlaknom, što je posebno važno;
• Poduzmite mjere za blokiranje vode za kablove od optičkih vlakana kako biste osigurali da nema cjelokupnog curenja vode ili evolucije vodonika, te da biste eliminirali vanjsko okruženje vodonika.