Í uppbyggingu ljósleiðara er fyllingarefnið lag sem auðvelt er að gleyma en er afar mikilvægt. Það tekur ekki beinan þátt í sendingu ljósleiðaramerkja, né er það eins áberandi og ytra hlífin, en það hefur bein áhrif á langtímaáreiðanleika og stöðugleika sendingar kapalsins, sem gerir það að nauðsynlegu virkniefni til að tryggja langtíma notkun kapalsins.
I. Hvað er fylliefni og hvers vegna er það „nauðsynlegt“ fyrir ljósleiðara?
Fylling í ljósleiðara er ekki venjuleg „fita“ eða „vaselín“ heldur hálfgagnsætt, maukkennt virkt efni sem samanstendur af grunnolíum, þykkingarefnum, vatnsblokkandi efnum, andoxunarefnum og öðrum efnum. Kjarni ljósleiðara er afar fínn kvarsglerþráður sem hefur þrjá mikilvæga næmi: næmi fyrir vatni, raka og vélrænu álagi. Þegar raki kemst inn á yfirborð ljósleiðarans getur hann valdið örsprungum og leitt til aukinnar merkjadeyfingar, sem hugsanlega getur valdið bilun í ljósleiðaranum til langs tíma litið. Að auki eru fjölmörg örhol í kapalbyggingunni, svo sem á milli lausra röra, í kjarnabilum og í kringum styrktarhluta, sem geta myndað flutningsleiðir fyrir vatn og raka.
Kjarnahlutverk fylliefnisins endurspeglast í tveimur þáttum. Í fyrsta lagi, vatnsheldni og rakaþol: efnið fyllir að fullu innri holrými snúrunnar og myndar samfellda vatnsfælna hindrun sem kemur í veg fyrir langsum vatnsflæði og verndar þannig uppbyggingu ljósleiðarans. Í öðru lagi, vélræn stuðpúðavörn: Innan í lausa rörinu þekur efnið ljósleiðarann og myndar sveigjanlegt stuðningslag. Þegar snúran verður fyrir utanaðkomandi kröftum eins og beygju, spennu eða titringi dreifir það á áhrifaríkan hátt spennu og dregur úr hættu á örbeygjutapi og tryggir þannig stöðuga merkjasendingu.
II. Trefjagel vs. kapalgel: Mismunandi hlutverk, ábyrgð hvers og eins
Í ljósleiðaraiðnaðinum eru fylliefni aðallega skipt í tvo flokka:TrefjagelogKapalhlaupÞað er verulegur munur á notkun þeirra og afköstum.
Trefjagel er hagnýtt efni sem kemst í beina snertingu við ljósleiðara, aðallega fyllir það innra byrði lausra röra eða hryggjarstrengja og viðheldur langtíma beinni snertingu við ljósleiðarann. Þess vegna eru kröfur um afköst þess afar strangar: það verður að hafa mjög mikla hreinleika án vélrænna óhreininda; góða lágspennueiginleika sem valda ekki örbeygjuáhrifum á ljósleiðarann; lágt eða næstum hlutlaust sýrugildi til að forðast langtíma efnaáhrif á trefjahúðina; og mikilvæga stjórnun á vetnismyndun, þar sem vetni getur valdið OH-frásogstapi í ljósleiðaranum, sem leiðir til aukinnar merkjadeyfingar í 1,38 μm bandinu. Hvað varðar val á grunnolíu notar Trefjagel aðallega hágæða hertar steinefnaolíur eða tilbúin grunnolíukerfi, sem hafa kosti eins og stöðuga sameindabyggingu og mikla samræmi milli lotna, sem gerir þær hentugri fyrir áreiðanlegar kapalforrit.
Kapalhlaup er aðallega notað til að fylla kjarnabil, holrými í fléttuðum uppbyggingu eða ytra lag kapalsins. Það kemst ekki í beina snertingu við ljósleiðarann og kjarnahlutverk þess er að vera vatnsheldur og fylla uppbygginguna. Þess vegna eru kröfur um hreinleika og ljósfræðilega afköst tiltölulega lægri, en það verður að hafa góða vatnsheldandi afköst og langtímastöðugleika. Grunnolíukerfi nota aðallega naften- eða millistigsbundin hert steinefnaolíukerfi, sem nær jafnvægi milli kostnaðar og afkasta, sem gerir þau hentugri til að vernda ytra lag.
Frá sjónarhóli efniskerfa má einnig skipta fylliefnum í þrjár gerðir: steinefnaolíublöndur, tilbúnar olíublöndur og sílikonolíublöndur. Steinefnaolíublöndur bjóða upp á mikla hagkvæmni og eru þær mest notaðu. Tilbúnar olíublöndur eru yfirleitt byggðar á PAO (pólýalfaólefíni) sem grunnolíu og bjóða upp á framúrskarandi afköst við háan og lágan hita sem og oxunarstöðugleika. Sílikonolíublöndur henta fyrir mikinn hita og viðhalda stöðugri afköstum á bilinu -70°C til 200°C, en kostnaðurinn er hærri og þær eru ósamhæfðar steinefnaolíukerfum.
III. Algeng vandamál og mótvægisaðgerðir í hagnýtum tilgangi
Við framleiðslu, uppsetningu og langtímanotkun ljósleiðara geta komið upp ýmis vandamál varðandi afköst fylliefna.
Olíuskilnaður birtist venjulega þegar grunnolían skilst frá efnasambandinu, sem leiðir til ójafnrar dreifingar efnasambandsins, sem aftur veldur ójafnri spennu á ljósleiðarann og aukinni örbeygjutapi. Rót orsökin tengist venjulega hönnun þykkingarkerfisins eða stjórnun dreifingarferlisins.
Lághitaherðing er augljósari á köldum svæðum. Hefðbundin steinefnaolíukerfi upplifa minnkaða seigjuteygju við lágt hitastig og veita ekki virka vernd gegn stuðpúða, sem getur leitt til beinnar snertingar milli ljósleiðarans og rörveggsins. Þetta ætti að hámarka með því að velja tilbúna olíu eða sílikonolíukerfi.
Eindrægnisvandamál birtast aðallega sem eðlisfræðilegur eða efnafræðilegur ósamrýmanleiki milli efnasambandsins og efna eins og lausra PBT-röra, trefjahúðunar og vatnsheldandi efna, sem getur leitt til bólgu eða versnunar á afköstum efnisins til langs tíma litið. Því verður að framkvæma strangar eindrægnisprófanir í reynd.
Vandamál með vetnismyndun stafa aðallega af óstöðugum snefilefnum í efnasambandinu, sem geta hægt og rólega losað vetni við langvarandi notkun, sem leiðir til aukinnar hömlunar á ljósleiðaranum. Þess vegna er nauðsynlegt að hafa strangt eftirlit með hreinleika hráefnisins og rakastigi í framleiðsluumhverfinu.
Vandamál tengd fyllingarferlinu tengjast þixotropískum eiginleikum efnasambandsins og stjórnunarbreytum búnaðar, svo sem fyllingarhraða, hitastýringu og ójafnri þrýstingsdreifingu, sem allt getur haft áhrif á einsleitni dreifingar efnasambandsins innan lausa slöngunnar og þar af leiðandi haft áhrif á heildarafköst kapalsins.
Niðurstaða
Þótt fylliefnið gegni ekki áberandi hlutverki í kapalbyggingu, þá er það lykilvirkt efni sem hefur áhrif á langtímaáreiðanleika og flutningsgetu ljósleiðara. Það gegnir ómissandi hlutverki í vatnsblokkun, rakaþol, bufferingu og burðarstöðugleika. Þar sem ljósleiðarasamskiptanet halda áfram að þróast í átt að meiri hraða, meiri afkastagetu og lengri endingartíma, eru kröfur um afköst og ferlisstjórnun fyrir fylliefni fyrir kapal einnig stöðugt að aukast.
Birtingartími: 29. apríl 2026