Teatavasti on vee imbumine optiliste kiudude jaoks väga saatuslik, kuna veest sadestunud vesinik võib põhjustada kiududes "vesiniku kadu", mis suurendab sumbumist ja mõjutab suuresti ülekande efektiivsust ja stabiilsust.
Mis on siis "vesiniku kadu"?
Vesinikukadu võib jagada kahte tüüpi: pöörduv vesiniku kadu ja pöördumatu vesiniku kadu.
Pööratav vesiniku kadu:
Vesinikumolekulid difundeeruvad SiO-sse2optilised kiud ja infiltreerunud vaba vesinik püütakse SiO-ga kinni2võre toatemperatuuril. Lokaalse elektrivälja toimel tekib vesiniku molekulides dipoolmoment ja vesiniku vibratsioonil tekivad täiendavad neeldumiskaod. Võrreldes tavaliste molekulide vaheliste ühendussidemetega on võrgu püüdmisjõud suhteliselt nõrk. Kui kiu vesinikkeskkond eemaldatakse, pääsevad vesiniku molekulid SiO-st välja2võrku ja kiu kadu taastub algse väärtuseni. Seetõttu on see vahelduv mõju ja tekkiv vesiniku kadu on pöörduv.
Pöördumatu vesiniku kadu:
Kõrgel temperatuuril inimkehasse difundeeruvad vesinikumolekulid seovad keemiliselt kiudvõrgu defektsete osadega OH-rühmi ning nende vibratsioon suurendab neeldumiskadu. Tugeva sidumisjõu tõttu säilivad keemilised sidemed ka pärast vesinikukeskkonna eemaldamist optiliselt kiult endiselt ja neeldumiskadu ei muutu. Seetõttu on tegemist püsiva keemilise toimega ja sellest tulenev vesiniku kadu on pöördumatu.
Kuidas siis optiline kiud vesiniku molekulidega kokku puutub? Kust need tulevad ja kuidas neid maha suruda?
Esiteks on vaja mõista tegureid, mis mõjutavad vesiniku kadu suurust. Tuleb märkida, et olenemata sellest, kas tegemist on ühemoodilise või mitmemoodilise optilise kaabliga, võib gaasilise vesiniku kogunemine kaabli konstruktsiooni selle kasutusea jooksul halvendada optilist jõudlust.
Vesiniku kadu suurus sõltub järgmistest teguritest:
- optilise kiu tüüp, selle dopingu koostis ja kontsentratsioon ning omane tundlikkus gaasilise vesiniku suhtes;
- Fiiberoptilise kaabli disain, eriti selle struktuuris kasutatavate materjalide valik ja kombineerimine;
- paigalduskeskkond, sealhulgas selle töötemperatuur;
- Optiliste kaablite kasutusea jooksul tekkiva gaasilise vesiniku tase.
Optiliste kaablite vesinikgaas võib pärineda:
- Optiliste kaablite komponentidest vabanev vesinik, sealhulgas need, mis on seotud materjalide pikaajalise vananemismõjuga;
- Optilisse kaablisse pumbatud suruõhus sisalduv vesinik;
- Vesiniku eraldumine, mis on põhjustatud metallosade korrosioonist niiskuse juuresolekul;
- Biokeemilise korrosiooni teel toodetud vesinik.
Vesiniku kadumise vältimiseks tuleks fiiberoptiliste kaablite projekteerimisel ja valmistamisel kaaluda sobivaid meetmeid, näiteks:
- Sobivate lisandite valimine fiiberoptiliste eelvormide valmistamisel ja P kasutamine2O5vähem või vähem;
- Kiudoptiliste eelvormide valmistamisel sünteetiline SiO2kasutatakse kattena loodusliku SiO asemel2vooderdus;
- Optiliste kiudude joonistamisel valige vähese vesinikueraldusega kattematerjalid;
- Valige hoolikalt optilise kaabli jaoks kasutatavad materjalid, eriti täitepasta, mis puutub kiuga otse kokku, mis on eriti oluline;
- Võtke kiudoptiliste kaablite jaoks vett blokeerivad meetmed tagamaks, et vesi ei immitseks ega eralduks vesinikku, ja välistage vesiniku väliskeskkond.