光纖與水有著什么奇妙的關系呢?
光纜在成纜的時候,對光纖有兩個保護要求,分別是光纖少受力與光纖要防水。想到這里許多朋友就會有這樣的疑問了,光纖是玻璃構成的為什么會怕水呢,其實這里面涉及到許多專業性的數據。
光纜的最外層是塑料護層,里面是金屬護套,再里面是遇水膨脹的阻水層,纜芯有油膏和光纖粘在一起。光纖有四道防水關口,即:塑料護層、金屬護套、阻水層、油膏。那么問題來了,光纖為什么這樣怕水,家里的魚缸玻璃、窗玻璃為什么不怕水反而防水,都是玻璃為什么這樣不同?
一般認為光纖不怕水,因為玻璃附水性極好。但實際上水對光纜十分有害的。如果光纜內進了水,在嚴寒水結冰膨脹會報傷光纖,所以光纜內需要用油膏填滿,防止水分進入。
實驗表明,水分長期沒入光纜會使光纖哀減增大,尤其在1.55pm波長上。
光纖怕水的原因是:光纖是玻璃(Si04)硅氧四面體相互連接構成的。在一Si—O—Si一網絡中,氧原子以橋氧的形式存在。但在有水的環境中,玻璃表面吸附水氣后,慢慢地發生水解反應,于是導致原網絡一Si一0一Si一中的硅氧鍵斷裂,橋氧變成非橋氧,結果造成玻璃裂紋,并使裂紋不斷增長。
接下來給大家詳細介紹光纖與水到底有啥關系?以及水底光纖的應用。
水對光纖傳輸的影響:
1.光纖傳輸中的主要損耗機制是吸收和散射。在可見光范圍內,水的吸收主要集中在紅外區域,因此水對可見光的傳輸影響較小。然而,在長距離的光纖通信系統中,水的吸收會使得信號衰減增加,限制了光信號的傳輸距離。
2.此外,當光纖暴露在水中時,水分子可能通過滲透進入光纖材料中,引起光纖內部的折射率變化,從而導致信號傳輸的不穩定性和損耗的增加。
水中光纖的應用:
1.水下通信:光纖可以被布置在水下用于水下通信,例如海底光纜。這種方式可以實現高帶寬、長距離的數據傳輸,廣泛應用于跨洋通信、海洋觀測等領域。
2. 光纖傳感:水中光纖也可以被用作傳感器,通過測量光纖中光信號的改變來監測水質、水壓、流速等參數。這種光纖傳感技術在環境監測、地質勘探、海洋科學等領域具有廣泛應用。
總結
水對光纖傳輸會引起信號衰減和傳輸不穩定性,但也為水下通信和光纖傳感提供了應用場景。在水中使用光纖需要充分考慮水的影響,并采取相應的措施來保證光信號的可靠傳輸。