光纤与水有着什么奇妙的关系呢?
光缆在成缆的时候,对光纤有两个保护要求,分别是光纤少受力与光纤要防水。想到这里许多朋友就会有这样的疑问了,光纤是玻璃构成的为什么会怕水呢,其实这里面涉及到许多专业性的数据。
光缆的最外层是塑料护层,里面是金属护套,再里面是遇水膨胀的阻水层,缆芯有油膏和光纤粘在一起。光纤有四道防水关口,即:塑料护层、金属护套、阻水层、油膏。那么问题来了,光纤为什么这样怕水,家里的鱼缸玻璃、窗玻璃为什么不怕水反而防水,都是玻璃为什么这样不同?
一般认为光纤不怕水,因为玻璃附水性极好。但实际上水对光缆十分有害的。如果光缆内进了水,在严寒水结冰膨胀会报伤光纤,所以光缆内需要用油膏填满,防止水分进入。
实验表明,水分长期没入光缆会使光纤哀减增大,尤其在1.55pm波长上。
光纤怕水的原因是:光纤是玻璃(Si04)硅氧四面体相互连接构成的。在一Si—O—Si一网络中,氧原子以桥氧的形式存在。但在有水的环境中,玻璃表面吸附水气后,慢慢地发生水解反应,于是导致原网络一Si一0一Si一中的硅氧键断裂,桥氧变成非桥氧,结果造成玻璃裂纹,并使裂纹不断增长。
接下来给大家详细介绍光纤与水到底有啥关系?以及水底光纤的应用。
水对光纤传输的影响:
1.光纤传输中的主要损耗机制是吸收和散射。在可见光范围内,水的吸收主要集中在红外区域,因此水对可见光的传输影响较小。然而,在长距离的光纤通信系统中,水的吸收会使得信号衰减增加,限制了光信号的传输距离。
2.此外,当光纤暴露在水中时,水分子可能通过渗透进入光纤材料中,引起光纤内部的折射率变化,从而导致信号传输的不稳定性和损耗的增加。
水中光纤的应用:
1.水下通信:光纤可以被布置在水下用于水下通信,例如海底光缆。这种方式可以实现高带宽、长距离的数据传输,广泛应用于跨洋通信、海洋观测等领域。
2. 光纤传感:水中光纤也可以被用作传感器,通过测量光纤中光信号的改变来监测水质、水压、流速等参数。这种光纤传感技术在环境监测、地质勘探、海洋科学等领域具有广泛应用。
总结
水对光纤传输会引起信号衰减和传输不稳定性,但也为水下通信和光纤传感提供了应用场景。在水中使用光纤需要充分考虑水的影响,并采取相应的措施来保证光信号的可靠传输。