Les points de collage à l’intérieur du diviseur peuvent-ils se dégrader s’ils sont exposés à un environnement humide pendant une période prolongée ?
Dans un environnement humide à long terme, les points de collage internes des coupleurs de fibres optiques risquent effectivement de tomber en panne. Ce processus de défaillance physique et chimique résulte de l’action combinée de multiples facteurs, dont les mécanismes de défaillance spécifiques sont les suivants :
I. Mécanismes physiques et chimiques de défaillance des points de collage
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Hydrolyse et gonflement des adhésifs
Dans les coupleurs à guide d’ondes plan (PLC Splitter), le couplage et la fixation entre le réseau de fibres optiques (Fiber Array, FA) et la puce PLC dépendent de colles photopolymérisables aux UV (colles UV) ou de résines époxy thermodurcissables de haute précision. Bien que ces adhésifs à base de polymères offrent une excellente force de liaison dans des conditions normales de température et d’état, une exposition prolongée à des environnements chauds et humides permet aux molécules d’eau ( \text{H}_2\text{O} ) de s’infiltrer progressivement par les interstices intermoléculaires. Cela peut non seulement provoquer un gonflement physique de l’adhésif et modifier son indice de réfraction local, mais aussi entraîner une réaction d’hydrolyse du polymère, réduisant la force de liaison chimique de l’interface collée, et finalement provoquer une délamination de la couche adhésive. -
Désalignement micrométrique
Le diamètre du mode de la fibre monomode ( \text{MFD} ) n’est généralement que d’environ 9,2 \ \mu\text{m} . Pour garantir une très faible perte d’insertion, la précision d’alignement entre le réseau de fibres et la puce du guide d’ondes doit être contrôlée à un niveau submicrométrique. Une fois que l’humidité provoque le gonflement, le ramollissement ou la contrainte inégale de l’adhésif, même un petit écart d’alignement nanométrique entre les cœurs des deux extrémités entraînera une réduction drastique de l’efficacité du couplage optique, conduisant à une augmentation soudaine de la perte d’insertion ( \text{IL} ) et de la perte dépendante de la polarisation ( \text{PDL} ) du coupleur, jusqu’à l’interruption complète du chemin optique. -
Corrosion par contrainte sous l’effet de l’humidité et de la chaleur sur les fibres optiques
Dans la zone de collage, afin de réaliser un alignement étroit et un couplage précis, le revêtement protecteur tel que le polypropylène acrylate sur la fibre optique a été retiré, exposant la fibre de silice ( \text{SiO}_2 ) nue et fragile. La silice, tout en subissant une contrainte de traction, si elle est exposée à l’érosion par les molécules d’eau, accélérera la fissuration de la structure du réseau de silice et l’expansion des microfissures. Cet effet est connu sous le nom de fissuration par corrosion sous contrainte. Il peut facilement entraîner la rupture mécanique des fibres optiques nues au niveau des bords de collage.
II. Moyens techniques de traitement anti-humidité
Pour éviter que l’intrusion d’humidité ne provoque les défaillances susmentionnées, les coupleurs de qualité industrielle et de qualité communication sont généralement soumis aux « traitements anti-humidité » ou aux technologies d’encapsulation de protection suivants :
- Encapsulation secondaire : Utilisation d’un matériau d’encapsulation polymère à très faible perméabilité à l’humidité pour remplir l’intérieur du boîtier, bloquant et prolongeant le chemin d’infiltration de la vapeur d’eau vers la surface de couplage.
- Encapsulation dans un tube métallique anti-humidité : Enveloppement de la puce de couplage du guide d’ondes optiques dans un boîtier de protection métallique et utilisation d’une colle d’étanchéité anti-humidité dédiée pour sceller les extrémités.
- Scellement hermétique : Pour les environnements extrêmement difficiles, des techniques de scellement hermétique telles que la fusion verre-métal sont généralement nécessaires pour placer le composant sous protection de gaz inerte (tel que de l’azote de haute pureté).
III. Produits et solutions techniques complémentaires officiels OFSCN®
Dans les grands projets de détection par fibre optique, la fiabilité des composants complémentaires est cruciale en raison de la complexité et de la variabilité de l’humidité des environnements de surveillance sur site. Les coupleurs de fibres optiques OFSCN® fournis par Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. sont conçus avec une protection rigoureuse dans leur processus de fabrication et sont souvent utilisés en complément des démodulateurs d’interrogateur de réseau de fibres de Bragg OFSCN®.
Leur application typique consiste à étendre logiquement un canal physique du démodulateur en deux ou trois canaux grâce à une conception de longueur d’onde rigoureuse, réduisant ainsi considérablement le coût moyen par canal du système de surveillance de détection global.
Cette série de coupleurs de fibres optiques est généralement disponible dans des spécifications telles que les coupleurs 16 \times 32 , 8 \times 16 , 4 \times 8 et 32 \times 64 . Ils ont été renforcés en termes de structure mécanique et d’étanchéité anti-humidité pour les environnements difficiles sur site afin de garantir les indicateurs de transmission optique et la stabilité physique du système lors d’un fonctionnement à long terme dans des environnements à forte humidité ou à variations de température.