Perinteisen optisen kaapelin käyttölämpötila-alue on -40 astetta 70 asteeseen. Korkealla tai erittäin kylmillä alueilla optisten kaapelien suorituskykyä alhaisessa lämpötilassa koskevat vaatimukset ovat vielä tiukemmat.
.
Miksi pinnoitekerros aiheuttaa kuituhäviöitä matalassa lämpötilassa?
Kuituoptiset kaapelit koostuvat kolmesta pääkomponentista, jotka on järjestetty sisimmästä uloimpaan: sydämestä, verhouksesta ja pinnoitekerroksesta. Ydin ja kuori koostuvat pääasiassa piidioksidista (SiO2). Niiden lämpötilan suorituskyky on suhteellisen vakaa, ja niiden lämpölaajenemiskerroin on pieni. Sitä vastoin pinnoitekerros on valmistettu hartsimateriaalista, jonka lämpölaajenemiskerroin on paljon suurempi kuin SiO:lla.2. Siksi matalan lämpötilan ympäristöissä pinnoitekerros supistuu enemmän kuin ydin, mikä aiheuttaa kuidun puristumista ja jännitystä, mikä johtaa mikrotaivutukseen ja lisähäviöihin.
Pinnoitekerroksen kimmomoduulin näkökulmasta tarkasteltuna alhaisen lämpötilan ympäristöissä pienemmän kimmomoduulin pinnoitemateriaalit vähentävät kuituun kohdistuvaa rasitusta samoissa kutistumisolosuhteissa. Tämä puolestaan vähentää kuidun kokemia häviöitä alhaisissa lämpötiloissa.
Kuituoptiikan koostumus ja mikrotaivutushäviöt on esitetty seuraavassa kaaviossa.
Päällystekerroksen materiaaliominaisuuksien lisäksi myös pinnoitekerroksen laatu vaikuttaa merkittävästi kuituoptiikan lisävaimennuksen matalissa lämpötiloissa.
1. Pinnoitekerroksen tasaisuus:Tapauksissa, joissa pinnoitekerros on epätasainen ja kuituoptisen pinnoitteen samankeskisyys on huono, pinnoitekerroksen epätasainen kutistuminen on altis matalissa lämpötiloissa, mikä pahentaa kuituoptiikan lisävaimennusta alhaisissa lämpötiloissa.
2. Kuplat pinnoitekerroksessa:Kaasujen lämpölaajenemiskerroin on paljon suurempi kuin pinnoitemateriaalien. Siksi alhaisen lämpötilan ympäristöissä pinnoitekerroksen kuplien osittainen kutistuminen ylittää itse pinnoitekerroksen. Tämä ilmiö voi aiheuttaa kuituoptiikan taipumisen jossain määrin kuplan sivulle, mikä johtaa merkittäviin lisähäviöihin.
3. Pinnoitekerroksen epäpuhtaudet:Jos pinnoitekerrokseen joutuu valmistusprosessin aikana epäpuhtauksia, eri materiaalien lämpölaajenemiskertoimien erot lisäävät kuituoptiikan häviöitä matalissa lämpötiloissa.
Yhteenvetona voidaan todeta, että kuituoptiikan suorituskykyyn alhaisissa lämpötiloissa vaikuttavat useat tekijät, mukaan lukien pinnoitekerroksen laatu, pinnoitteen tasaisuus, kuplien esiintyminen ja pinnoitekerroksen sisällä olevat epäpuhtaudet. Nämä tekijät voivat pahentaa ylimääräisiä vaimennus- ja mikrotaivutushäviöitä kuituoptisissa kaapeleissa, jotka toimivat alhaisissa lämpötiloissa. Siksi pinnoitekerroksen laadun ja tasaisuuden varmistaminen sekä kuplien ja epäpuhtauksien esiintymisen minimoiminen on ratkaisevan tärkeää kuituoptisten järjestelmien optimaalisen suorituskyvyn ylläpitämiseksi kylmässä ilmastossa tai korkeilla alueilla.