[其他]电缆

说明书

本发明是关于电缆及其制造方法的，特别是关于电信电缆的，但又不受限于电信电缆，其中，可加入或不加入光学纤维（以下简称光纤）。

业已发现，在水下电信电缆的使用过程中，缆芯中有氢气聚集，在普通的同轴金属导体电缆和纤维光缆中也均已证实存在此种现象。在石英纤维光缆中是特别讨厌存在游离态氢的，因为如果这种氢渗入光纤的石英材料中，则光纤的衰减就会大大增加，并使光缆的性能受到有害的影响，这对工作在1.3和1.55微米系统的光缆尤其有密切关系。

在水下电缆中产生氢的机理目前尚未完全弄清，这样，本发明所内容部分地出自阻止所产生的任何氢气进入光纤芯子而对其造成有害影响的需要，而不是出自首先阻止氢气产生这样一个更为基本的问题。尽管电缆的结构据信是以一种气密封装方式形成，但问题仍可能出自海水在海床附近的高压作用下渗入电缆结构。一旦海水进入电缆，就会在金属构件之间如钢制加强丝和包围光纤的铝管之间产生电压，而这一电压则使海水中产生出氢气。（见K·mochizuki等，“光纤中由于氢的渗入所引起的传输损耗的增加”《电子通讯》，1983年9月1日，18卷，18期，743～745页）。

根据本发明，它的一个特征是，提供了一种掺入有非晶态金属材料的光缆。

根据本发明，它的另一个特征是，提供了一种非晶态金属带的光缆，此金属带用做光缆构件的保护层。

本发明的实施例将参照附图描述如下，这些附图不是按相同的比例绘制的，其中：

图1表明密封式光纤结构的横截面;

图2表明复合式光纤带状结构的横截面;

图3表明带有多根光纤的光缆构件在封装入外套之前的横截面;

图4表明备有图2所示光纤及保护套的光缆结构。

为了避免氢气进入光纤芯子的石英材料中，理想的情况是，要求光纤装放在不透氢气的物体中。大多数材料多少都能透过氢气。通常，光纤是气密封装在金属管（如铝管或铜管）中，但是，可以证明做为纯金属的以上两种金属中的任何一种，都不能为光缆提供有效达25年以上的氢阻挡层。然而据计算，氧化铝或氧化铍能为光缆提供寿命达25年的氢阻挡层，实际上，由于还需要另外的机械和环境保护，所以，把上述材料用于光缆中并不现实。

业已证实（D·J·mitchell等，应用物理杂誌1982年，53卷，970页）。金属中氢的扩散系数，在低合金中会大大降低，这是由于在低合金中氢被俘获的结果。特别是含有锆或稀土元素铒的低铜合金，在超过光缆25年预定寿命期的时限内都能特别有效地俘获氢。

将熔融合金在高速旋转的冷却辊上骤冷，即可制成带状的非晶态金属。用这种工艺制成的条或带典型的尺寸为厚40微米，宽1厘米或比1厘米更宽些。这种材料具有高强度、优良的柔韧性，高屈服极限及优良的成型性和焊接性。

可制造的非结晶金属包括金属玻璃型材料，如铜锆合金一类的金属玻璃焊接合金，该合金具有前述的俘获氢的功能。为此，我们建议在光缆制造中按这样的方式用此种金属玻璃条或带，使那些接触到氢气就会产生有害影响的构件如石英光纤受到保护。图1阐明了这方面应用的一个例子。图中，光纤芯子1配有普通的预涂层或缓冲层2。非晶态金属带3沿纵向铺设到有预涂层的光纤上，带的纵向边缘在3a处密封起来。有若干种金属玻璃合金，如铜锆合金，可以焊接起来，我们已经对此成功地进行过点焊，而由此很快就得到了具有良好的扩散粘合性的密封。另外，其他可阻止氢通过的铜的非晶态合金也可用在上述光缆和其他电缆上，例子如下示。上述其他合金包括铜钛合金和铜铪合金。这些非晶态合金的氢俘获性可通过掺入铒之类的稀土元素加以改善。这样的混合物可含有Cu70%、Zr29%和Er1%。稀土元素的百分比可大大小于1%。采用大量的稀土元素例如铒是很不经济的。

另一种光学件结构如图2所示。它包括五根光纤4，每根光纤都配有预涂层材料5。不过这种预涂层材料对所有的光纤都统一呈条状形式。这样的结构是使拉制的光纤以平行的方式同时通过适当的涂覆装置而成的。相应的非晶态金属带6布放在光纤或涂层材料的带状件的两侧而将其夹在中间，带6的相邻的纵向边缘用焊接或铜焊在6a处密封在一起。这样，就构成了一组合式光纤带7。尽管图示中带7包括五根光纤，其他数目（如两根或更多根）的光纤也可采用。上述组合式光纤带7可按螺旋形绕在一根中心索上。金属玻璃的高强度和高屈服极限，使得图1和图2中带有这样一层材料的光纤不需要附加的增强件。上述金属玻璃典型的屈服极限为1500～2000牛顿/平方毫米级，杨氏弹性模量为1504牛顿/平方毫米级。