Ühekiuline kaabel

Optiliste kaablite liigpikkuse põhikontseptsioon jaguneb ümbrise ülepikkuseks ja struktuurseks liigpikkuseks.

Mantli liigpikkus on ümbrises oleva ühe kiudkaabli pikkuse ja ümbrise pikkuse suhteline väärtus, nagu on määratletud allpool. Struktuurne liigne pikkus eksisteerib ainult keerdunud optiliste kaablite struktuurides. See on liigne pikkus, mis tekib optilisi kiude sisaldava kestaga, mis on spiraalselt keritud ümber keskse tugevduselemendi. Kui optiline kaabel on venitatud, liiguvad ümbrises olevad optilised kiud optilise kaabli venitamisel järk-järgult keskse tugevduselemendi poole. Selle protsessi käigus ei tekita optilised kiud kiu pinget, mistõttu seda nimetatakse optilise kaabli struktuurseks liigpikkuseks.

Soojuspaisumise seadus ütleb, et optilise kaabli pikkus muutub koos ümbritseva õhu temperatuuriga, seda nähtust nimetatakse soojuspaisumiseks ja kokkutõmbumiseks. Keerutatud optiliste kaablite puhul põhjustab kaabli kokkutõmbumine südamiku sammu muutusi, mis omakorda mõjutab ümbrise liigset pikkust. Kui see liigne pikkus ületab minimaalse painderaadiuse, hakkab täiendav sumbumine suurenema. Seos optilise kaabli pinge ja temperatuuri vahel on järgmine: kus ΔT tähistab temperatuuri muutust ja e on optilise kaabli ekvivalentne lineaarpaisumise koefitsient. See ekvivalentne lineaarne paisumistegur on seotud optilise kaabli koostisainetega. Eeldades, et optilise kaabli kihtide vahelised materjalid on tihedalt pakitud ja neil on piisav hõõrdumine, ei teki kaabli pikenemise või kokkutõmbumise ajal kihtide vahel suhtelist libisemist. Sel juhul järgib optilise kaabli pikenemine ja kokkutõmbumine samaväärset lineaarset paisumistegurit. Ekvivalentne lineaarpaisumise koefitsient on järgmine: kus En, Sn ja n tähistavad vastavalt iga optilise kaabli koostisosa Youngi moodulit, ristlõikepindala ja lineaarset paisumistegurit.

Optiliste kaablite tõmbe- ja temperatuuritesti omadused on üliolulised parameetrid, mis määravad, kas neid saab kasutada konkreetsetes keskkondades ja kas need vastavad kliendi erinõuetele. Kaabli liigne pikkus on nende kahe omadusega tihedalt seotud, mistõttu on selle disain eriti oluline. See siinuslaine mudelil ja optiliste kiudude põhiteooriatel põhinev artikkel tuletab arvukalt valemeid, et põhjalikult uurida ühe kiu kaabli liigse pikkuse genereerimismehhanismi ja selle mõju tõmbe- ja temperatuuritesti omadustele, pakkudes teoreetilise aluse optiliste kiudude liigse pikkuse kavandamiseks ja optimeerimiseks tööstuses.