همانطور که مشخص است، نشت آب برای فیبرهای نوری بسیار کشنده است، زیرا هیدروژن رسوب شده از آب می تواند باعث "اتلاف هیدروژن" در الیاف شود، که منجر به افزایش تضعیف و تاثیر زیادی بر راندمان و پایداری انتقال می شود.
بنابراین "از دست دادن هیدروژن" چیست؟
از دست دادن هیدروژن را می توان به دو نوع تقسیم کرد: اتلاف هیدروژن برگشت پذیر و اتلاف هیدروژن برگشت ناپذیر.
از دست دادن برگشت پذیر هیدروژن:
مولکول های هیدروژن در SiO منتشر می شوند2فیبرهای نوری و هیدروژن آزاد نفوذ شده توسط SiO گرفته می شود2توری در دمای اتاق تحت عمل یک میدان الکتریکی محلی، یک گشتاور دوقطبی در مولکول های هیدروژن تشکیل می شود و تلفات جذب اضافی توسط ارتعاش هیدروژن ایجاد می شود. در مقایسه با پیوندهای اتصال بین مولکول های معمولی، نیروی جذب شبکه نسبتا ضعیف است. اگر محیط هیدروژن فیبر حذف شود، مولکول های هیدروژن از SiO خارج می شوند2شبکه، و از دست دادن فیبر به مقدار اولیه خود باز می گردد. بنابراین، این یک اثر متناوب است و از دست دادن هیدروژن تولید شده برگشت پذیر است.
از دست دادن هیدروژن برگشت ناپذیر:
مولکولهای هیدروژن که در دمای بالا در بدن انسان منتشر میشوند، از نظر شیمیایی با بخشهای معیوب شبکه فیبر پیوند مییابند و گروههای OH را تشکیل میدهند و ارتعاش آنها باعث افزایش افت جذب اوج میشود. به دلیل نیروی پیوند قوی، حتی پس از حذف محیط هیدروژن از فیبر نوری، پیوندهای شیمیایی همچنان وجود دارد و افت جذب تغییر نخواهد کرد. بنابراین، این یک اثر شیمیایی دائمی است و از دست دادن هیدروژن در نتیجه غیر قابل برگشت است.
بنابراین چگونه فیبر نوری با مولکول های هیدروژن تماس پیدا می کند؟ آنها از کجا می آیند و چگونه باید سرکوب شوند؟
در ابتدا، لازم است عواملی را که بر میزان اتلاف هیدروژن تأثیر میگذارند، درک کنیم. لازم به ذکر است که چه کابل نوری تک حالته باشد یا یک کابل نوری چند حالته، تجمع گاز هیدروژن در ساختار کابل ممکن است عملکرد نوری را در طول عمر مفید آن بدتر کند.
میزان اتلاف هیدروژن به عوامل زیر بستگی دارد:
- نوع فیبر نوری، ترکیب دوپینگ و غلظت آن، و حساسیت ذاتی آن به گاز هیدروژن؛
- طراحی کابل فیبر نوری، به ویژه انتخاب و ترکیب مواد مورد استفاده در ساختار آن؛
- محیط نصب، از جمله دمای عملیاتی آن؛
- سطح گاز هیدروژن تولید شده توسط کابل های نوری در طول عمر آنها.
گاز هیدروژن در کابل های نوری ممکن است از موارد زیر باشد:
- هیدروژن آزاد شده توسط اجزای کابل نوری، از جمله موارد مربوط به اثرات پیری طولانی مدت مواد.
- هیدروژن موجود در هوای فشرده که به کابل نوری پمپ می شود.
- تکامل هیدروژن ناشی از خوردگی اجزای فلزی در حضور رطوبت.
- هیدروژن تولید شده توسط خوردگی بیوشیمیایی.
به منظور جلوگیری از اتلاف هیدروژن، در طراحی و ساخت کابل های فیبر نوری باید اقدامات مناسبی در نظر گرفته شود، مانند:
- انتخاب مواد ناخالص مناسب هنگام ساخت پریفرم های فیبر نوری و استفاده از P2O5کمتر یا کمتر؛
- هنگام ساخت پریفرم های فیبر نوری، SiO مصنوعی2به عنوان روکش فلزی به جای SiO طبیعی استفاده می شود2روکش فلزی؛
- هنگام کشیدن فیبرهای نوری، مواد پوششی با تکامل هیدروژن کم را انتخاب کنید.
- مواد مورد استفاده برای کابل نوری را با دقت انتخاب کنید، به خصوص خمیر پرکننده که در تماس مستقیم با فیبر است، که بسیار مهم است.
- برای اطمینان از عدم وجود تراوش کلی آب یا تکامل هیدروژن و از بین بردن محیط های هیدروژنی خارجی، اقدامات مسدودکننده آب را برای کابل های فیبر نوری انجام دهید.