¿Por qué cubrir la fibra óptica con una “armadura de carbono”? ¿Es para protegerla de la humedad o del hidrógeno?
¿Por qué las fibras ópticas llevan una “armadura de carbono”?
En ingeniería óptica, dotar a una fibra óptica de una “armadura de carbono” (es decir, aplicar un recubrimiento hermético de carbono, Carbon Hermetic Coating) es una técnica muy clásica y eficaz.
Respondiendo directamente a su pregunta: la “armadura de carbono” sirve tanto para proteger contra la humedad (agua) como contra el hidrógeno. Actúa como una doble barrera de protección físico-química en la superficie de la fibra óptica.
A continuación, se desglosan sus principios de funcionamiento desde las perspectivas de la física, la ciencia de materiales y la ingeniería óptica:
1. Protección contra la humedad: Inhibición de la “corrosión por estrés” y la “fatiga estática”
El componente principal de la fibra óptica de cuarzo es el dióxido de silicio (SiO_2). Aunque el vidrio de cuarzo es extremadamente resistente en ambientes secos, a nivel microscópico no es perfectamente liso y presenta diminutas grietas (grietas de Griffith) en su superficie.
- Mecanismo físico-químico: Cuando la fibra óptica se somete a estrés de tracción mecánica durante su tendido o uso, si las moléculas de agua (H_2O) en el aire entran en contacto con la punta de una grieta, reaccionan químicamente con los enlaces siloxano (Si-O-Si) que están bajo tensión:
$Si-O-Si + H_2