不通過(guò)光纖本身，因此電力信號(hào)將不干擾、或僅以標(biāo)稱水平干擾由光纖承載的數(shù)據(jù)信號(hào)。對(duì)于任何給定信號(hào)頻率的金屬厚度計(jì)算在本領(lǐng)域中是已知的，如在以下文獻(xiàn)中示例的:Electrical Losses in Coaxial Cableby Eaton and Kmiec，Internat1nal ffire&Cable Symposium，Proceedings of the 57thIWCSj pp.515-520 (Nov 2008)。
[0029]導(dǎo)體的皮層效應(yīng)是電流本身分布在導(dǎo)體內(nèi)使得密度導(dǎo)體表面附近的電流密度大于導(dǎo)體的芯處的電流密度的趨勢(shì)。皮深度S與頻率的平方成反比:
[0030]δ (m) = sqrt ((2* ρ)/*ω*μ))
[0031]其中P為導(dǎo)體的電阻率，ω為電流的角頻率=2 31，和μ為導(dǎo)體的絕對(duì)磁導(dǎo)率。對(duì)于銅導(dǎo)體，該方程歸納如下:
[0032]δ (m) = 0.06/sqrt (頻率(Hz)).
[0033]在60Hz，皮深度為8.5mm ;在IMHz，皮深度為66 μ m ;和在IGHz，皮深度為2.08 μ m。
[0034]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，光纖上的金屬厚度為光纖的尺寸例如厚度或直徑的函數(shù)。典型地，金屬厚度為光纖厚度或直徑的至少0.15倍、更典型地至少I倍和甚至更典型地至少2倍。因此，如果光纖的厚度或直徑為1_，那么與光纖接觸的金屬的厚度為至少0.15mm、優(yōu)選至少Imm和甚至更優(yōu)選至少2mm。
[0035]金屬可以任何方便的方式施用于光纖，例如通過(guò)電鍍、電解鍍、使用粘合劑(參見，例如2011年12月20日提交的USSN 61/577918)等。這些方法在本領(lǐng)域中是已知的，可彼此組合使用，例如，將薄的(例如1-100微米)初始層施用于光纖表面，隨后在初始層頂部電鍍一層或多層從而構(gòu)成總厚度為1，000微米，1，500微米或更大。盡管電鍍和電解鍍非常適合于涂布光纖的整個(gè)表面，但通過(guò)利用各種已知的掩蔽和漂洗技術(shù)，這些技術(shù)也用于涂布得小于光纖的整個(gè)表面。如果使用粘合劑，則其典型地具有良好的介電性質(zhì)并且顯示良好的對(duì)于金屬和光纖最外包覆層的組成(例如丙烯酸類)的粘合強(qiáng)度。
[0036]混合光纖/共軸纜線
[0037]混合纜線包括但不限于，光纖纜線、共軸纜線和導(dǎo)電體，例如銅。這些混合纜線承載數(shù)據(jù)和電力。在本發(fā)明的混合纜線中，導(dǎo)電體例如銅可替換為涂布有承載電流的金屬條的光纖。與共軸纜線相比，光纖纜線可承載更多數(shù)據(jù)(較高的帶寬)，而噪音低和易受干擾性較低。
[0038]在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明為混合光纖/共軸纜線。圖2說(shuō)明混合光纖共軸纜線現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)的一個(gè)實(shí)施方式?；旌瞎饫w/共軸纜線20包含中心芯強(qiáng)度構(gòu)件21，其設(shè)計(jì)為賦予混合纜線以承載強(qiáng)度?；旌侠|線的該構(gòu)件典型地由金屬或高強(qiáng)度塑料制成，該構(gòu)件不承載電力或信息。導(dǎo)電體22、23和25典型地由銅或鋁制成，承載電力即電流。這些導(dǎo)體典型地嵌入一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體和/或絕緣護(hù)套(未示出)中。纜線24為共軸纜線。
[0039]光纖纜線26包含四根嵌入保護(hù)性?shī)A套的光纖。每根光纖本身可嵌入一個(gè)或多個(gè)保護(hù)性護(hù)套中，四根光纖之間的空間可填充有基質(zhì)填料，基質(zhì)填料提供保護(hù)和介電絕緣二者。
[0040]將混合纜線的強(qiáng)度構(gòu)件和各種導(dǎo)體嵌入填料基質(zhì)27中，填料基質(zhì)27提供免受物理性損傷的保護(hù)和介電絕緣二者。然后，將該基質(zhì)嵌入半導(dǎo)體絕緣護(hù)套28內(nèi)，轉(zhuǎn)而將半導(dǎo)體絕緣護(hù)套28嵌入外部的保護(hù)性?shī)A套29內(nèi)。基質(zhì)填料、半導(dǎo)體護(hù)套和保護(hù)性?shī)A套的各種組成和制造基質(zhì)填料、半導(dǎo)體護(hù)套和保護(hù)性?shī)A套的各種方法在本領(lǐng)域中都是公知的。
[0041]本發(fā)明混合纜線的一個(gè)實(shí)施方式描述于圖3中?；旌侠|線30的設(shè)計(jì)類似于混合纜線20，不同之處在于混合纜線30不包含單股的(stand-alone)導(dǎo)電體22、23和25。相反，光纖纜線26替換為光纖纜線36，在光纖纜線36中將四根光纖金屬化，即，它們包含金屬涂層，其中的一個(gè)實(shí)施方式描述于圖1中。該金屬條或涂層執(zhí)行圖2中所述現(xiàn)有技術(shù)混合纜線的一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電體的功能。
[0042]將本發(fā)明的混合纜線以與已知混合纜線相同的方式使用。將纜線與電源，一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)傳輸源，例如計(jì)算機(jī)、傳感器連接，最后與終端裝置，例如計(jì)算機(jī)、家用電器、工業(yè)或娛樂(lè)設(shè)備等連接。適當(dāng)厚度的連接到光纖的金屬使得由鄰近或附近導(dǎo)電體接收(或來(lái)自任何其它源)的任何電流傳輸能夠沿纖維傳輸?shù)浇K端裝置而不干擾纖維的數(shù)據(jù)傳輸。
[0043]具體意指本發(fā)明不限于本發(fā)明所包含的實(shí)施方式和說(shuō)明，但本發(fā)明包括那些實(shí)施方式的變型形式，那些實(shí)施方式包括落入以下權(quán)利要求范圍內(nèi)的實(shí)施方式的部分和不同實(shí)施方式的元素的組合。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.金屬化光纖，其包含: A)光纖，和 B)金屬，所述金屬圍繞所述光纖并且與所述光纖接觸，所述金屬的厚度為所述光纖厚度的至少0.15倍。
2.權(quán)利要求1的光纖，其中所述金屬包含以下物質(zhì)的至少一種:銅，鋁，鉑系元素的金屬，或貴金屬族的金屬。
3.權(quán)利要求1或2的光纖，其中所述金屬包覆所述光纖的整個(gè)表面。
4.權(quán)利要求1或2的光纖，其中所述金屬包覆得小于所述光纖的整個(gè)表面。
5.權(quán)利要求4的光纖，其中所述金屬為沿所述纖維縱軸延伸的條形式。
6.權(quán)利要求5的光纖，其中所述金屬條包覆至少10%的所述光纖表面。
7.混合光纖/共軸纜線，其包含: A)共軸纜線，和 B)金屬化光纖，其包含: 1)光纖；和 2)金屬涂層，所述金屬涂層圍繞所述光纖并且與所述光纖接觸，所述金屬涂層的厚度為所述光纖厚度的至少0.15倍。
8.權(quán)利要求7的混合光纖/共軸纜線，其與電源連接。
9.權(quán)利要求7或8的混合光纖/共軸纜線，其中所述金屬為銅，所述金屬包覆所述光纖的整個(gè)表面或所述光纖的幾乎整個(gè)表面。
10.通過(guò)纜線傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)的方法，所述方法包括將所述纜線與電源和數(shù)據(jù)信號(hào)源連接，所述纜線包含權(quán)利要求7的混合光纖/共軸纜線。
【專利摘要】金屬化光纖，其包含：A)光纖，和B)導(dǎo)電金屬，所述導(dǎo)電金屬圍繞光纖并且與光纖接觸，所述導(dǎo)電金屬的厚度為光纖厚度的至少0.15倍。金屬化光纖可形成混合光纖/共軸纜線部件，提供良好的保護(hù)以使沿光纖傳播的數(shù)據(jù)信號(hào)免受來(lái)自鄰近或附近導(dǎo)電體的電流的干擾。
【IPC分類】G02B6-38, G02B6-42, H01B11-22, G02B6-44
【公開號(hào)】CN104813207
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380061311
【發(fā)明人】L·福, A·弗洛里, D·波蘭克西, C·J·科密艾克
【申請(qǐng)人】陶氏環(huán)球技術(shù)有限責(zé)任公司
【公開日】2015年7月29日
【申請(qǐng)日】2013年9月5日
【公告號(hào)】CA2881019A1, EP2901188A1, US20150235742, WO2014051953A1