為了保障光纖通信線路的可靠性和使用壽命，光纖的溫度特性和機(jī)械特性也是非常重要的兩個(gè)物理性能參數(shù)。
一、光纖的溫度特性
上一節(jié)介紹了光纖的損耗特性和色散特性。光纖的損耗可用光纖的衰減系數(shù)來描述，而光纖的衰減系數(shù)與光纖通信系統(tǒng)的工作環(huán)境有直接關(guān)系，也就是它受溫度的影響而增加，尤其表現(xiàn)在低溫區(qū)域。使光纖衰減系數(shù)增加的主要原因，是光纖的微彎損耗和彎曲損耗。
光纖因溫度變化產(chǎn)生微彎損耗是由于熱脹冷縮所造成。有物理學(xué)知道，構(gòu)成光纖的二氧化硅（sio2）的熱膨脹系數(shù)很小，在溫度降低時(shí)幾乎不收縮。而光纖在成纜過程中必須經(jīng)過涂覆和加上一些其他構(gòu)件，涂覆材料及其他構(gòu)件的膨脹系數(shù)較大，當(dāng)溫度降低時(shí)，收縮比較嚴(yán)重，所以當(dāng)溫度變化時(shí)，材料的膨脹系數(shù)不同，將使光纖產(chǎn)生微彎，尤其表現(xiàn)在低溫區(qū)。
光纖的附加損耗與溫度之間的變化曲線，如圖2-21所示。從圖中看出，隨著溫度的降低，光纖的附加損耗逐漸增加，當(dāng)溫度降至-55°c左右，附加損耗急劇增加。
因此，在設(shè)計(jì)光纖通信系統(tǒng)時(shí)，必須考慮光纜的高、低溫循環(huán)試驗(yàn)，以檢驗(yàn)光纖的損耗是否符合指標(biāo)要求。
圖2-21 光纖的低溫特性曲線
二、光纖的機(jī)械特性
為了保證光纖在實(shí)際應(yīng)用時(shí)不斷裂，而且在各種環(huán)境下使用時(shí)，具有長期的可靠性，就要求光纖必須具有一定的機(jī)械強(qiáng)度。
眾所周知，目前構(gòu)成光纖的材料是sio2，要被拉成125μm的細(xì)絲，在拉絲過程中，光纖的抗拉強(qiáng)度約為10~20kg/mm2，如拉絲后立即在光纖表面進(jìn)行涂覆，抗拉強(qiáng)度可達(dá)400 kg/mm2。我們要討論的機(jī)械特性主要是指光纖的強(qiáng)度和壽命。
這里所說光纖的強(qiáng)度是指抗拉強(qiáng)度。當(dāng)光纖受到的張力超過它的承受能力時(shí)，光纖就將斷裂。
對(duì)于光纖抗斷強(qiáng)度，它和涂覆層的厚度有關(guān)，當(dāng)涂覆層厚度為5~10μm時(shí)，抗斷強(qiáng)度為330 kg/mm2，涂敷厚度為100μm時(shí)，則可達(dá)到530 kg/mm2。
造成光纖斷裂的原因，是由于光纖在生產(chǎn)過程中預(yù)制棒本身的表面有缺陷，在受到張力時(shí)，由于應(yīng)力集中在傷痕處，當(dāng)張力超過一定范圍時(shí)，就會(huì)造成光纖的斷裂。
為了保證光纖能具有20年以上的使用壽命，光纖應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度篩選試驗(yàn)，只有強(qiáng)度符合要求的光纖才能用來成纜。
國外通常對(duì)光纖強(qiáng)度的要求如表2-5所示。
光纖容許應(yīng)變包括：
（1）成纜時(shí)光纖的應(yīng)變；
（2）敷設(shè)光纜時(shí)，由于某些因素的影響而使光纖發(fā)生的應(yīng)變；
（3）工作環(huán)境溫度的變化而引起光纖的應(yīng)變。
國外資料認(rèn)為，當(dāng)光纖的拉伸應(yīng)變?yōu)?.5%時(shí)，其壽命可達(dá)20~40年。