Zu den Hauptmerkmalen von Quarzfasern gehören geringer Verlust, große Bandbreite, hohe mechanische Festigkeit und gute Biegeleistung. Quarzfasern bestehen hauptsächlich aus Siliziumdioxid (SiO2) als Rohmaterial, und die Brechungsindexverteilung von Kern und Mantel wird durch unterschiedliche Dotierungsmengen gesteuert, um die Faser zu bilden. Optische Quarzfasern verfügen über ein breites Lichtübertragungsspektrum von Ultraviolett bis Nahinfrarot und eignen sich für die Übertragung von Signalen und Energie bei verschiedenen Wellenlängen von Ultraviolett bis Infrarot.
Optische Quarzfasern weisen eine hohe Festigkeit ohne Oberflächenfehler auf. Obwohl unmittelbar während des Ziehvorgangs eine Schutzschicht aufgetragen wird, um Risse zu verhindern, weisen große Längen optischer Quarzfasern leider zwangsläufig einige zufällige Oberflächenfehler auf. Die Größe dieser Defekte bestimmt die Festigkeit der optischen Faser. Unter Belastung dehnen sich diese Risse nach und nach aus. Hohe Luftfeuchtigkeit beschleunigt diese Ausbreitung. Wenn sich der Riss bis zu einem gewissen Grad ausdehnt, bricht die Glasfaser.
Um sicherzustellen, dass der anfängliche Riss der verwendeten optischen Faser unter einem bestimmten Wert liegt, sollte während des Produktionsprozesses eine Spannungsprüfung der Faser durchgeführt werden. Nach statistischen Regeln haben die geschirmten Lichtwellenleiter eine bestimmte garantierte Festigkeit. Die Lebensdauer von Lichtwellenleitern hängt also von der Belastung ab, der sie ausgesetzt sind, und von der Luftfeuchtigkeit in der Umgebung, in der sie sich befinden. Einfach ausgedrückt sind Lichtwellenleiter empfindlich gegenüber Feuchtigkeit und Stress.
Andererseits nimmt die Dämpfung von Quarzfasern unter einem bestimmten Wasserstoffdruck zu. Daher haben optische Fasern auch Angst vor Wasserstoffgas.
Vorteile der Quarzfaseroptik
Geringer Verlust:Quarzfasern haben einen sehr geringen Verlust und eignen sich für die optische Signalübertragung über große Entfernungen, insbesondere bei der Kommunikation im 1,3-μm-Wellenband.
Große Bandbreite:Quarzfaseroptik verfügt über eine große Bandbreite und kann Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungen unterstützen, wodurch sie für moderne Kommunikationssysteme geeignet ist.
Hohe mechanische Festigkeit:Optische Quarzfasern haben eine hohe mechanische Festigkeit und können bestimmten physikalischen Drücken und Biegungen standhalten, wodurch sie für den Einsatz in verschiedenen Umgebungen geeignet sind.
Gute Biegeleistung:Quarzfasern weisen beim Biegen nur minimale Verluste auf und sind einfach zu installieren und zu warten.