塑料光纖又稱聚合物光纖,簡稱POF,是一種由導(dǎo)光芯和包層包裹的高科技光纖。杜邦公司在20世紀(jì)60年代末研究了POF。由于POF對(duì)光的傳輸損耗比玻璃光纖差,所以不能有意用于長距離光信號(hào)傳輸,但在100m m的短距離內(nèi)可以使用,POF因其芯徑大、數(shù)值孔大、纏繞性好、重量輕、易加工、易連接等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛使用。過去,塑料光纖僅用于向汽車上傳光線、指示路標(biāo)、在機(jī)器內(nèi)部或機(jī)器之間傳輸數(shù)據(jù)等。目前,由于POF材料的優(yōu)化和傳輸損耗降低技術(shù)的進(jìn)步,POF可用于辦公室、企事業(yè)單位的光通信網(wǎng)絡(luò)布線,稱為局域網(wǎng)系統(tǒng)。這里簡單介紹一下塑料光纖的種類、發(fā)展歷史, 傳輸損耗降低技術(shù)、生產(chǎn)方法以及一些單根塑料光纖在國內(nèi)外的開發(fā)和應(yīng)用。
1.根據(jù)制作POF的材料,POF可分為聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、氫化聚甲基丙烯酸甲酯、聚合物、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)等。其中,最有前途的是氫化聚甲基丙烯酸甲酯和全氟聚合物塑料光纖。
2.根據(jù)折射率分布均勻的纖芯:POF可分為階梯型(突變型、SI型)和漸變型(GI型)。
SI POF采用折射率均勻的纖芯,在纖芯和包層的界面上通過全反射傳輸光,通過全反射傳輸光信號(hào)。由于光信號(hào)在纖芯和包層的界面處呈階梯狀變化,光信號(hào)通過多模傳輸,因此傳輸模色散較大。在100mm的傳輸距離內(nèi),傳輸速度約為100 MB/s,GI POF在垂直于光纖的界面處折射率逐漸變化,形成被拋光物體的線性折射率分布。光傳輸折射率低的部分較快,折射率高的部分較慢,所以光信號(hào)發(fā)射的時(shí)間差別較小,傳輸模式的色散極小。在200M的傳輸距離內(nèi),傳輸速度可達(dá)2.5 GB/s,未來, 面對(duì)21世紀(jì)光纖通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,GI POF是局域網(wǎng)系統(tǒng)不可缺少的材料。
第三,從不同的用途來看,可以從四點(diǎn)來說明。
(1)通信用塑料光纖:它的特點(diǎn)是損耗低,頻帶寬。主要用于短距離通信傳輸、光纖局域網(wǎng)和多媒體通信。
(2)耐熱POF:其特點(diǎn)是耐高溫。為了適應(yīng)多媒體技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,在許多短距離通信系統(tǒng)和移動(dòng)通信中,如汽車、輪船和飛機(jī)的機(jī)艙和駕駛室,由于電機(jī)或發(fā)動(dòng)機(jī)的高速運(yùn)轉(zhuǎn),要求塑料光纖能承受120 ~ 150℃的高溫。
(3)大直徑塑料光纖顯然用于照明。
(4)像束纖維:主要用于制作醫(yī)用內(nèi)窺鏡。
4.POF根據(jù)纖芯的不同可以分為三種:一種是以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)為纖芯材料的光纖;另一種是以聚苯乙烯為芯材的光纖;第三種是以氫化聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA-ds)為芯材的光纖。