光纖機(jī)械強(qiáng)度和彎曲損耗隨環(huán)境變化的研究.pdf

1、隨著光纖通信的不斷發(fā)展，光纖在我們生活的方方面面發(fā)揮著越來越重要的作用。為保證通信質(zhì)量，需要光纖能在一定拉力的作用下不發(fā)生斷裂，這對光纖的機(jī)械強(qiáng)度提出了要求。光纖在敷設(shè)或使用的過程中難免會(huì)出現(xiàn)彎曲，產(chǎn)生光損耗，因此有必要研究光纖彎曲損耗隨光纖彎曲半徑的變化規(guī)律，找到臨界彎曲半徑。為了讓光纖能適應(yīng)各種環(huán)境，光纖的機(jī)械強(qiáng)度和彎曲損耗需要在不同環(huán)境下分別測量。我們模擬了常溫、高溫高濕、鹽霧和硫化四種環(huán)境。
　　本課題設(shè)計(jì)了光纖拉伸夾具及

2、拉伸試驗(yàn)系統(tǒng)，測量并比較了常溫、高溫高濕、鹽霧、硫化環(huán)境下光纖的機(jī)械強(qiáng)度。通過比較發(fā)現(xiàn)，光纖在極端條件下的斷裂強(qiáng)度比常溫條件下的斷裂強(qiáng)度要低。環(huán)境越惡劣，斷裂強(qiáng)度下降得越厲害。
　　采用了掃描電子顯微鏡觀察了光纖斷面的形貌，解釋了經(jīng)高溫高濕、鹽霧環(huán)境處理的光纖機(jī)械強(qiáng)度下降的原因。經(jīng)過高溫高濕、鹽霧和硫化環(huán)境處理后的光纖受外界環(huán)境的腐蝕，產(chǎn)生了裂紋或使裂紋擴(kuò)展，從而影響了光纖的斷裂強(qiáng)度。
　　采用X射線光電子能譜儀檢測到了經(jīng)硫

3、化處理的光纖中存在硫元素，證明了經(jīng)硫化處理后，硫元素的確滲透進(jìn)了光纖內(nèi)部，產(chǎn)生了細(xì)絲或白點(diǎn)。這些細(xì)絲和白點(diǎn)是造成該光纖機(jī)械強(qiáng)度下降的原因。
　　此外，對常溫、高溫高濕、鹽霧和硫化環(huán)境下的光纖的彎曲損耗系數(shù)進(jìn)行了測試。對高溫高濕、鹽霧、硫化環(huán)境下的光纖彎曲損耗和常溫光纖的進(jìn)行對比發(fā)現(xiàn)，高溫高濕、鹽霧、硫化環(huán)境處理后的光纖彎曲損耗要比常溫條件下的大;而且在同一彎曲半徑下，彎曲損耗隨彎曲圈數(shù)的增加近似成線性變化;當(dāng)光纖彎曲半徑超過15m

4、m時(shí)，彎曲損耗系數(shù)極小。
　　本課題的創(chuàng)新點(diǎn)在于:
　　(1)設(shè)計(jì)了專門用于測量光纖機(jī)械強(qiáng)度的拉伸試驗(yàn)機(jī)及專用夾具。此試驗(yàn)機(jī)體積小，重量輕，攜帶方便，操作簡單;夾具小巧，夾持光纖牢固。
　　(2)對經(jīng)高溫高濕、鹽霧、硫化環(huán)境處理后的光纖進(jìn)行機(jī)械強(qiáng)度的測試，并通過掃描電子顯微鏡觀察光纖斷面形貌，通過X射線光電子能譜分析進(jìn)一步確定了硫化對光纖機(jī)械強(qiáng)度的影響;
　　(3)對經(jīng)高溫高濕、鹽霧、硫化環(huán)境處理后的光纖進(jìn)行彎曲