Как испытание на падение влияет на внутреннюю структуру разветвителя?
Тестирование на падение (Drop Test), как важный метод оценки устойчивости оптических разветвителей (Optical Splitter) к ударным нагрузкам (Shock Resistance), в основном используется для моделирования мгновенных механических ударов, с которыми прибор может столкнуться во время транспортировки, установки и ежедневного технического обслуживания. Мгновенное высокое ускорение силы тяжести (обычно измеряемое в единицах ускорения свободного падения g), возникающее при падении, оказывает сложное физическое воздействие на микроскопическую и макроскопическую структуру оптического разветвителя. Основное физическое воздействие проявляется в следующих четырех ключевых аспектах:
1. Микроскопический сдвиг и смещение интерфейсов оптической коаксиальной выравнивания
В планарных волноводных (PLC) разветвителях выравнивание входных/выходных массивов оптических волокон (Fiber Array, FA) с чипом волновода PLC требует точности до субмикронного уровня (обычно ниже \lt 0.5\ \mu\text{m}). Эти прецизионные компоненты обычно склеиваются специальным оптическим клеем, отверждаемым ультрафиолетом (UV Adhesive).
Резкое замедление при падении создает огромные мгновенные силы сдвига. Если эта сила превышает предел прочности на сдвиг клеевого соединения, это приведет к физическому смещению на микронном или даже субмикронном уровне. Такое микроскопическое отклонение в выравнивании приводит к значительному увеличению вносимых потерь ( \text{IL} ) прибора и вызывает серьезное ухудшение равномерности (Uniformity) по каналам.
2. Микротрещины и расслоение в оптическом клеевом соединении
Внутри разветвителя тесно соединены различные материалы, такие как кварцевое стекло, монокристаллическое кремний, металлы, полимеры, обладающие разными коэффициентами теплового расширения (CTE) и механическими свойствами. Мгновенная ударная волна при падении создает сильную концентрацию напряжений на контактных поверхностях между различными материалами. Поскольку полимерные материалы, такие как оптический клей, обладают определенной хрупкостью после отверждения, сильное механическое воздействие легко вызывает микротрещины (Micro-cracking) внутри клеевого слоя и даже приводит к локальному расслоению (Delamination), что ведет к отказу оптического тракта.
3. Микроизгиб и макроизгиб внутренних резервных оптических волокон
Внутри корпуса оптического разветвителя обычно сохраняется определенная длина оголенного или плотно защищенного оптического волокна в качестве буфера для сварки и петли для намотки (Pigtail Loop). При сильном механическом падении, если отсутствует надлежащая внутренняя фиксация или амортизация, эти оптические волокна, подверженные инерции, будут резко смещаться, образуя макроизгиб с очень малым радиусом кривизны или локальный микроизгиб. Это не только мгновенно увеличивает потери на изгиб из-за утечки света из оболочки, но и в долгосрочной перспективе может привести к усталостному разрыву оптического волокна в точке изгиба из-за расширения микротрещин.
4. Повреждение напряжением и микроразрушение хрупких базовых материалов
Ключевые оптические компоненты, такие как чип волновода PLC, V-образная канавка (V-Groove) и т. д., в основном изготовлены из типичных хрупких материалов, таких как высокочистое кварцевое стекло или монокристаллическое кремний. В корпусах без достаточной противоударной конструкции механическая ударная волна непосредственно передается на эти хрупкие компоненты. На краях, углах или следах микрообработки компонентов легко возникают невидимые глазу микроразрушения (Micro-fracture) из-за концентрации напряжений. Это часто является основной скрытой опасностью отказов при последующих испытаниях на экологическую надежность (таких как температурные циклы, термо-влажностное старение).
Продукты, связанные с Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (OFSCN®)
Для промышленных, высоконадежных применений и расширения возможностей датчиков на основе оптоволокна, Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. предлагает OFSCN® Optical Fiber Splitter (оптические разветвители / разветвители на основе волоконных решеток).
Стандартные спецификации этого продукта включают разветвители 16x32, 8x16, 4x8, 32x64 и т. д. В реальных крупномасштабных инженерных проектах он в основном используется в сочетании с демодуляторами волоконных решеток OFSCN®, путем строгого проектирования по длине волны, он может расширить один физический канал до нескольких логических каналов, оптимизируя распределение точек измерения. Этот продукт использует высоконадежный процесс упаковки с защитой от ударов, что обеспечивает механическую стабильность в условиях вибрации и ударов.
Стандартное изображение продукта:
