塑料光纤产品发展简述（二）
四、塑料光纤产物的研制要害
１．光纤布局
塑料光纤望文生义，即构成光纤的芯与包层都是塑料资料。与大芯径50／125μｍ和62.5／125μｍ的石英玻璃多模光纤比较，塑料光纤的芯径高达200－1000μｍ，其接续时可运用不带光纤定位套筒的廉价注塑塑料衔接器，即便是光纤接续中芯对准发作±30μｍ误差都不会影响耦合损耗。正是塑料光纤布局赋予了其施工方便，接续本钱低一级利益。别的，芯径100μｍ或更大则可以消除在石英玻璃多模光纤中存在的模间噪音；
２．光纤资料
塑料光纤资料挑选时，大家应要害处置的问题是资料的自身衰减要低、色散要小、化稳性要好、制作简略、价格低价等。
选作塑料光纤芯材有：聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯聚碳酸酯、氟化聚甲基丙烯酸酯和全氟树脂等；选作塑料光纤包层有：聚甲基丙烯酸甲酯、氟塑料、硅树脂等。究其缘由是：这些聚合物①具有透光性好，光学均匀、折射率调整便当等；②以单体存在时经过减压蒸馏办法就可以提纯；③构成光纤的才能强；④加工和化稳性好及价格廉价等；
３．制作工艺
当前业界用来制作塑料光纤的两种办法：揉捏法和界面凝胶法都是由塑料出产加工工艺演化而来的。
揉捏法首要用于制作阶跃折射率散布塑料光纤。该工艺步调大致如下：首要，将作为纤芯的聚甲基丙烯甲酯的单体甲基丙烯甲酯经过减压蒸馏提纯后，连同聚合引发剂和链转移剂一并送入聚合容器中，接着再将该容器放入电烘箱中加热，置放必定工夫，以使单体彻底聚合，最终，将盛有彻底聚合的聚甲基丙烯甲酯的容器加温至拉丝温度，并用枯燥的氮气从容器的上端对已熔融的聚合物加压，该容器底部小嘴便挤出一根塑料光纤芯，还使挤出的纤芯外再包覆一层低折射率的聚合物，就制成了阶跃型塑料光纤。
梯度折射率散布塑料光纤的制作办法为界面凝胶法，界面凝胶法的工艺步调大致如下：首要将高折射率掺杂剂置于芯单体中制成芯混合溶液，其次把操控聚合速度、聚合物分子量巨细的引发剂和链转移剂放入芯混合溶液，再将该溶液投入一根选作包层资料聚甲基丙烯甲酯（ＰＭＭＡ）的空心管内，最终将装有芯混合溶液ＰＭＭＡ管子放入一烘箱内，在必定的温度和条件下聚合。在聚合过程中，ＰＭＭＡ管内逐步被混合溶液溶胀，然后在ＰＭＭＡ管内壁构成凝胶相。在凝胶相分子运动速度减慢，聚合反应由于“凝胶作用”而加速，聚合物的厚度逐步增厚，聚合终止于ＰＭＭＡ管子中间，然后取得一根折射率沿径向呈梯度散布的光纤预制棒，最终再将塑料光纤预制棒送入加热炉内加温拉制成梯度折射率散布塑料光纤；
４．光纤功能
塑料光纤的功能研讨要害则是衰减、色散、热安稳性等。
（１）衰减
塑料光纤的衰减首要受限于芯包塑料资料的吸收损耗和色散损耗。大家是经过选用低折射率和等温压缩率小的塑料资料和经过安稳塑料光纤制作工艺下降布局缺陷（如芯直径动摇，芯包界面缺陷等），来使塑料光纤取得小的散射损耗，而塑料资料的吸收损耗则是由分子键（碳氢、碳氟等）弹性振荡吸收和电子跃吸收所造成的的。
在碳氢键为根本骨架的塑料资猜中，在波长６５０ｎｍ处的衰减系数大约为１２０ｄｂ／ｋｍ，若是用氟原子置换碳氢键中的氢所组成的氟化塑料资料，其不只本征衰减小，而且色散也下降了。用氟化塑料制成的梯度折射率塑料光纤，其在红外区无原子振荡惹起的吸收损耗。故可制得在可见光至红外规模的衰减很小，即在０．８５μｍ波利益衰减系数为４１ｄｂ／ｋｍ，在１．３μｍ波利益衰减为３３ｄｂ／ｋｍ的梯度折射率散布的塑料光纤。
（２）带宽
用作短距离光传输介质的塑料光纤，按其折射率散布形状可分为两种：阶跃折射率散布塑料光纤和梯度折射率散布塑料光纤。阶跃折射率散布塑料光纤由于模间色散作用使入射光发作重复的反射，射出的波形相对于入射波形呈现展宽，故其传输带宽仅为几十至上百ＭＨｚ．ｋｍ。氟化梯度折射率散布塑料光纤从挑选低色散的资料动身，再以优化的梯度折射率散布手法，即可将其折射率散布指数在０．８５－１．３μｍ波长规模内选定为２．０７－２．３３，然后按捺模间色散，操控出射光波相对于入射光波展宽的作用，进而可制得传输带宽高达几百ＭＨｚ．ｋｍ至１０ＧＨｚ．ｋｍ的梯度折射率散布的塑料光纤。
（３）热安稳
由于塑料光纤是由塑料资料构成的，故其在高温环境中使命会发作氧化降解。氧化降解是光纤芯资猜中的羰基、双键和交联构成的。氧化降解将促进电子跃迁加速，进而惹起光纤损耗增大。为实在进步塑料光纤的热安稳性，一般的做法是：①选用含氟或硅的塑料资料来制作塑料光纤；②将塑料光纤的光源使命波长挑选在大于６６０ｎｍ，以求得塑料光纤热安稳性长工夫牢靠。
五、技能要害
当前对塑料光纤产物的技能要害攻关问题有两个：一是描绘新的透光资料和包皮资料。塑料光纤同石英玻璃光纤相同由两局部组成：一为芯材，二为皮层。要制作出高质量的光纤二者都很重要，光纤的芯材恳求通明度和折射率越高越好，而皮层则恳求折射率小于芯材，而且两者相差越大越好。但要进步芯材的折射率比较难，而下降皮层折射率还有潜力可挖，首要会集在含氟高聚物上。第二个攻关点是工艺条件，研讨如何操控芯材聚合物分子量、均匀性和进步通明度的新的光纤技能，进一步进步光的传输功率，下降光损耗率。这两个问题一旦得以圆满处置，则塑料光纤将彻底可替代石英光纤。
近年来，日本公司对准塑料光纤透光性较差进行了剖析和改善，他们以为，其首要缘由在于树脂内的碳氢连系吸收了近红外波长。为此，旭玻璃制作公司开发了一种全氟树脂资料，由于不含氢所以不会吸收近红外波长。还，由于其具有的环状布局对错晶质的，可见光的透光率已达95％以上。?
光纤内侧的芯线，光的折射率高，而外侧的金属包层折射率低。因而，要选用在芯线中轴线处光的折射率最高，向四周逐步下降的缓变折射率的布局方式。选用此种布局，可以扩展传送带域，可以每秒传送1
吉字节的速度将信息传送200～500米。旭玻璃制作公司将视样品上市状况，在一两年内将这种新式光纤投入批量出产。这些新开发的塑料光纤改善了中间局部的折射率，克服了信号简略衰减的缺陷，每条纤维的传输才能可达1～
2.5GB／秒，还在纤维衔接时，不需求准确对准方位，在这方面优于玻璃光纤。?
在塑料光纤的容量方面，日本三菱人造纤维公司研制的高容量塑料光纤，有可以替代石英玻璃光纤。这种塑料光纤的质料很一般，由一种在60年代创造的称之为Polym-ethyl
methacrylate的合成树脂制成。三菱人造纤维公司选用一种从光纤中心到边际递减的突变折射技能，使信号可以以安稳的正弦曲线在光纤内有效地经过，传输容量是一般塑料光纤的30倍。
与直径为0．1—0．01mm的玻璃光纤比较，这种直径1mm的塑料光纤截面大，较易联接，因而装置本钱也只需玻璃光纤的1／10左右，与一般铜缆线差不多。曩昔的玻璃光纤衔接一处需花费2如果3万日元，而新塑料光纤的衔接费用只需1O日元，可大起伏地节约费用。有关人士称，从本钱的视点思索，若没有此技能，将光纤铺设到家庭是不能完成的。
六、发展展望
塑料光纤作为短距离通讯网络的抱负传输介质，在将来家庭智能化、工作自动化、工控网络化。车载机载通讯网、军事通讯网以及多媒体设备中的数据传输中具有重要的位置。
经过塑料光纤，咱们可完成智能家电（家用PC、HDTV、电话、数字成象设备、家庭安全设备、空调、冰箱、音响体系、厨用电器等）的联网，到达家庭自动化和长途操控办理，进步生计质量；经过塑料光纤，咱们可完成工作设备的联网，如计算机联网可以完成计算机并行处置，工作设备间数据的高速传输可大大进步使命功率，完成长途工作等。
在低速局域网的数据速率小于100Mbps时，100米规模内的传输用SI型塑料光纤即可完成；150Mbps50米规模内的传输可用小数值孔径POF完成。
POF在制作工业中可得到广泛的运用。经过转换器，POF可以与RS232、RS422、100Mbps以太网、令牌网等规范协议接口相连，然后在恶劣的工业制作环境中供给安稳、牢靠的通讯线路。可以高速地传输工业操控信号和指令，防止因运用金属电缆线路而受电磁搅扰招致通讯传输中止的风险。
POF重量轻且经用，可以将车载机通讯网络和操控体系组成一个网络，将微型计算机、卫星导航设备、移动电话、传真等外设归入机车全体描绘中，旅客还可经过塑料光纤网络在座位上享用音乐、电影、视频游戏、购物、Internet等效劳。
在军事通讯上，POF正在被开发用于高速传输很多的第三、保密信息，如使用POF重量轻、可挠性好、衔接方便，适用于在身配戴的特色，用于战士穿戴式的轻型计算机体系，并可以刺进通讯网络下载、存储、发送、接纳要害使命信息，且在头盔显现器中显现。
综上所述，跟着科技的发展，塑料光纤的运用范畴越来越广，其商场的发展会越来越宽广。国外在塑料光纤的运用开发上已取得了较大的效果，且不断在在加大新的运用研讨投入，韩国、我国以及台湾区域曾经有厂商开端投入研宣布产，因而产业界更应就塑料光纤的研讨和发展予以亲近凝视。
