Y10T20 光纤的紧套与松套

更新时间:2024-01-20 13:01:04 阅读量:933

Y10T17 谷歌TPU用到的DSOI结构MEMS,采用DSOI,提高氧化硅热膨胀系数较小而产生的悬梁应力。

<铌酸锂报告>,也提到薄膜铌酸锂基于氧化硅做薄膜的隔离层,会涉及到各向异性以及热膨胀系数差异化导致的应力

<硅光集成报告>,采用硅晶圆片上集成InP激光器,键合力较强的是采用亲水面的键合,也就是用氧化硅来键合硅和InP,而氧化硅热膨胀系数远小于InP,导致内应力,产生可靠性风险。

同样的,光纤的紧套与松套,本质上也是与氧化硅很小的热膨胀系数引起的应力对于管套类型的选择,之前翻译GR468里边提到光纤可靠性设计是要需要区分紧套与松套类型的。略补充几句这两类光纤的差异。

简单理解就是,光纤、涂覆层、缓冲层和护套,无间隙的结构叫做紧套光纤,内部有间隙的叫松套光纤。


1.jpg


2.jpg


光纤用的是玻璃丝,玻璃其实很容易出现裂纹或者断开,光纤外面的涂覆层,是一定需要的。

紧套与松套的区分在于带有涂覆层的光纤和之外二次保护套之间是否有间隙。


3.jpg


没有间隙的紧套光纤,对性能而言是很好的。所以常常用在长距传输的那种光缆里边。

松套光纤虽然性能很好(因为没有紧套的紧对光纤产生的应力),但可靠性比较差,需要做保护。 



4.jpg


把上图松套光纤局部放大,里边需要填充油膏或者叫凝胶,用于隔离水汽。光纤的的玻璃核心材料是氧化硅,水分子会降低硅和氧的键合力,其次是水分子或氢氧根的附着,会引起吸收损耗,尤其是1490nm附近的波段,会引起峰值吸收。


5.jpg


6.jpg


松套光纤制作光缆,需要填充膏状物隔离水汽,同时避免紧缚材料对光纤产生的应力。

7.jpg


另外松套光纤还需要避免施工或应用过程中对光纤造成的应力,一般采用螺旋分布,就是光纤的实际长度略大于光缆长度,拉光缆的时候,应力集中在各个增强的结构架中,避免光纤直接受力

Y3T91 带状光缆


8.jpg


对于松套光纤内部多个光纤或光纤带,有些情况也会再次使用扭捻型分布,这个分布是为了“搓麻绳”的意思,避免这一把光纤与外部管套接触。

9.jpg


10.jpg


如果光纤具有足够的保护机制,是允许采用松套方式的,可是有些情况确很难,比如用于家庭的室内很少的光纤,一根或少数几根,不太可能花巨大的代价来做保护结构,比较简单的做法就是做紧套,二次披覆保护层,便宜的保护层就是各种高分子聚合的软性或硬性的树脂类的材料。

聊光器件封装应力,写过很多不同类的树脂体系,膨胀系数很大,比玻璃大两个数量级。光纤的部署,需要兼顾各地的气候,需要兼顾高低温,那么热膨胀系数的差异与温度差,导致很大的内应力,导致光纤传输能力的差异。


11.jpg


小结:

紧套光纤,玻璃光导纤维与各层树脂无间隙分布,机械结构上起到保护作用,由于热膨胀系数差异非常大,导致高低温变化时的内应力,光纤的传输性能不稳定。

松套光纤,带有涂覆层的光纤与套管之间具有“间隙”,是松散型组合,光纤的传输性能稳定,适合超长距传输,但需要外置阻水的膏体填充空隙,需要外置支撑柱、梁、骨架等增强体,避免光纤应用过程中的外部受力。


12.jpg