يتراوح نطاق درجة حرارة استخدام الكابل البصري التقليدي بين -40 درجة و70 درجة. وفي المناطق المرتفعة أو شديدة البرودة، تكون متطلبات أداء الكابلات البصرية في درجات الحرارة المنخفضة أكثر صرامة.
.
لماذا تسبب طبقة الطلاء خسائر للألياف في البيئات ذات درجات الحرارة المنخفضة؟
تتكون كابلات الألياف الضوئية من ثلاثة مكونات رئيسية، مرتبة من الأعمق إلى الأبعد: النواة والكسوة وطبقة الطلاء. تتكون النواة والكسوة بشكل أساسي من ثاني أكسيد السيليكون (SiO2).2). أداء درجة الحرارة الخاص بها مستقر نسبيًا، مع معامل صغير للتمدد الحراري. على النقيض من ذلك، تتكون طبقة الطلاء من مادة الراتينج، والتي تتمتع بمعامل تمدد حراري أكبر بكثير مقارنة بـ SiO2لذلك، في البيئات ذات درجات الحرارة المنخفضة، تتقلص طبقة الطلاء أكثر من اللب، مما يتسبب في ضغط الألياف وإجهادها، مما يؤدي إلى الانحناء الدقيق والخسائر الإضافية.
عند النظر إلى الأمر من منظور معامل مرونة طبقة الطلاء، في البيئات ذات درجات الحرارة المنخفضة، فإن مواد الطلاء ذات معامل المرونة الأصغر ستعمل على تقليل الإجهاد المطبق على الألياف في ظل نفس ظروف الانكماش. وهذا بدوره يقلل من الخسائر التي تتعرض لها الألياف في درجات الحرارة المنخفضة.
يظهر تكوين الألياف الضوئية وخسائر الانحناء الدقيقة في الرسم البياني التالي.
بالإضافة إلى الخصائص المادية لطبقة الطلاء نفسها، فإن جودة طبقة الطلاء تؤثر أيضًا بشكل كبير على التوهين الإضافي للألياف الضوئية عند درجات الحرارة المنخفضة.
1. تجانس طبقة الطلاء:في الحالات التي تكون فيها طبقة الطلاء غير متساوية ومركزية طلاء الألياف البصرية ضعيفة، يكون الانكماش غير المتساوي لطبقة الطلاء عرضة للحدوث في البيئات ذات درجات الحرارة المنخفضة، مما يؤدي إلى تفاقم التوهين الإضافي للألياف البصرية في درجات الحرارة المنخفضة.
2. فقاعات في طبقة الطلاء:إن معامل التمدد الحراري للغازات أكبر بكثير من معامل التمدد الحراري لمواد الطلاء. لذلك، في البيئات ذات درجات الحرارة المنخفضة، فإن الانكماش الجزئي للفقاعات في طبقة الطلاء سوف يتجاوز انكماش طبقة الطلاء نفسها. يمكن أن تتسبب هذه الظاهرة في انحناء الألياف الضوئية إلى جانب الفقاعة إلى حد معين، مما يؤدي إلى خسائر إضافية كبيرة.
3.الشوائب الموجودة في طبقة الطلاء:إذا تم إدخال الشوائب في طبقة الطلاء أثناء عملية التصنيع، فإن الاختلافات في معاملات التمدد الحراري للمواد المختلفة ستؤدي إلى زيادة خسائر الألياف الضوئية في ظروف درجات الحرارة المنخفضة.
باختصار، يتأثر أداء الألياف الضوئية في ظل ظروف درجات الحرارة المنخفضة بعوامل مختلفة، بما في ذلك جودة طبقة الطلاء، وتوحيد الطلاء، ووجود فقاعات وشوائب داخل طبقة الطلاء. يمكن أن تؤدي هذه العوامل إلى تفاقم التوهين الإضافي وخسائر الانحناء الدقيق في كابلات الألياف الضوئية العاملة في بيئات ذات درجات حرارة منخفضة. لذلك، فإن ضمان جودة وتوحيد طبقة الطلاء، فضلاً عن تقليل وجود الفقاعات والشوائب، أمر بالغ الأهمية للحفاظ على الأداء الأمثل لأنظمة الألياف الضوئية في المناخات الباردة أو المناطق المرتفعة.