Примечание. ОВ изготовлены методом двойного тигля.

4.7. ОПТИЧЕСКИЕ ВОЛОКНА С СЕРДЦЕВИНОЙ И ОПТИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКОЙ ИЗ ПОЛИМЕРНОГО МАТЕРИАЛА

Оптические вспокна с сердцевиной и оптической оболочкой из полимерного материала отнесены к категории А4 [26]. Полимерные ОВ могут иметь следующие параметры: lb от 250 до 1000 мкм; Л=:0,5 на А, = 0,65 мкм; профиль показателя преломления-ступенчатый; коэффициент затухания для ОВ с сердцевиной из полистирола и оптической оболочкой из полиметилметакрилата 55 дБ/км на А,=0,57 мкм и 114 дБ/км на ?=0,67 мкм. Для ОВ с сердцевиной из дейтрированного полиметилметакрилата возможно снижение потерь до 9,1 дБ/км на А; = 0,68 мкм. Коэффициент затухания постоянен в диапазоне температур от минус 40 до 130° С.

4.8. КОНСТРУКЦИЯ ЗАЩИТНОГО ПОЛИМЕРНОГО ПОКРЫТИЯ

Значительное влияние на характеристики О В оказывает конструкция защитного полимерного покрытия. Покрытие должно обеспечивать сохранность собственной прочности ОВ, защищать его поверхность от влаги, химических и механических повреждений, осуществлять фильтрацию оболочечных мод и предотвращать возникновение дополнительных потерь на передачу, обусловленных микроизгибами.

Защитная оболочка ОВ из полимерных материалов в общем случае имеет сложную структуру и состоит из первичного, буферного и вторичного покрытий. Первичное покрытие защищает оптическую оболочку ОВ, буферное-предотвращает возникновение дополнительных потерь на микроизгибах. Вторичное покрытие защищает первичное и буферное покрытия ОТ механических повреждений в процессе изготовления и прокладки ОК. Первичное и буферное покрытия наносятся в про-

Рис. 4.16. Конструкция защитного покрытия: а-плотное наложение покрытия; б-трубчатое покрытие; ]-ОВ; 2-вторичное защитное покрытие

цессе вытяжки ОВ, вторичное-методом экструзии при вытяжке ОВ, если не осуществляется отдельная операция. Вторичное покрытие может накладываться на ОВ плотно или в виде трубки (рис. 4.16).

Первичное защитное покрытие наносится на оптическую оболочку в виде лака с последующей полимеризацией. Несмотря на его небольшую толщину (от единиц до десятков микрометров), ПЗП существенно улучшает характеристики ОВ. Так,. ПЗП из силиконового компаунда почти на 50% уменьшает чувствительность одномодового ОВ (в части стабильности фазы) к воздействию раздавливающих нагрузок. Это позволяет во многих случаях использовать для передачи сигналов с повышенным требованием к сохранению поляризации обычные одномодовые ОВ.

При воздействии раздавливающей нагрузки на ОВ с кварцевыми сердцевиной и оптической оболочкой с ПЗП в нем возникают микроизгибы вследствие шероховатости поверхности основания какого-то элемента кабельной конструкции (рис. 4.17) [50]. С учетом жесткости ПЗП ОВ при изгибе, интенсивности поперечной нагрузки на ОВ и неполного контакта ОВ с основанием можно рассчитать дополнительные потери в ОВ при приложении раздавливающей нагрузки [51].

На практике все большее применение стали получать ОВ с двуслойным покрытием, в которых первый слой выполнен мягким (буферным) с низким (1-2 МПа) модулем Юнга, а второй-с высоким модулем Юнга от 0,1 до 4 ГПа [52]

Рис. 4.17. Схема воздействия распределенной поперечной силы на ОВ; 1-ПЗП; 2-ОВ; 3-основание; 4-распределенная поперечная сила

150 Я,кН/м

Рис. 4.18. Зависимости 6 (о), Aa„„ (б) и 6„ (в) от поперечной сжимающей силы: 1-индентер; 2-внешняя защитная оболочка; 3-буферная оболочка; 4-световод

И наложен вокруг первого практически без промежутка, т. е. плотно. Такая конструкция ОВ получила название ОВ с плотной защитной оболочкой (ПЗО).

Мягкая буферная оболочка достаточно эффективно предохраняет световод от воздействия раздавливающих нагрузок и обеспечивает малый прирост оптических потерь при изготовлении ОК и его эксплуатации. Из полученных результатов (рис. 4.18) видно, что зависимость приращения затухания от приложенной раздавливающей нагрузки можно разделить на четыре характерных участка [53].

Участок /-зона нечувствительности к сжатию-характеризуется упругой деформацией (высокой сопротивляемостью) внешней оболочки. На участке / зависимость изменения диаметра от приложенной раздавливающей нагрузки bg=f{P) имеет линейный характер. Остаточная деформация отсутствует (5„=/(Р)), Да,,,0.

Участок -зона упругопластической деформации наружной полимерной оболочки. Буферный слой подвергается интенсивной деформации, наблюдается прирост затухания.

Участок /-на границе участков -Ш наблюдается излом зависимости Дасж=/(Р) вследствие разрушения буферного покрытия, что приводит к контактному взаимодействию