塑料光纖(Plastic Optical Fiber响蕴,F(xiàn)OP)是以聚合物或有機(jī)物等光學(xué)塑料為材料的一類重要光學(xué)纖維,具有廣泛的用途惠桃。目前浦夷,標(biāo)準(zhǔn)
階躍折射率塑料光纖主要選取的纖芯材料聚甲基丙烯甲酯,其折射率為1.492辜王;包層材料一般選取折射率更低的含氟聚合物劈狐,其折射率
為1.402。由于上述纖芯與包層材料折射率差值(比玻璃光纖或石英光纖要大)所決定的數(shù)值孔徑NA=0.47呐馆,如果纖芯材料選取折射
率為1.58的聚苯乙烯肥缔,則包層可以采用聚甲基丙烯甲酯。這兩類塑料光纖中汹来,聚苯乙烯瑞利散射較嚴(yán)重续膳,損耗較大;相比較收班,纖芯為聚
甲基丙烯甲酯材料姑宽,則損耗較低。
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摘要:塑料光纖(Plastic Optical Fiber闺阱,F(xiàn)OP)是以聚合物或有機(jī)物等光學(xué)塑料為材料的一類重要光學(xué)纖維炮车,具有廣泛的用途。目
前酣溃,標(biāo)準(zhǔn)階躍折射率塑料光纖主要選取的纖芯材料聚甲基丙烯甲酯瘦穆,其折射率為1.492;包層材料一般選取折射率更低的含氟聚合物赊豌,
其折射率為1.402扛或。由于上述纖芯與包層材料折射率差值(比玻璃光纖或石英光纖要大)所決定的數(shù)值孔徑NA=0.47,如果纖芯材料選
取折射率為1.58的聚苯乙烯碘饼,則包層可以采用聚甲基丙烯甲酯熙兔。這兩類塑料光纖中,聚苯乙烯瑞利散射較嚴(yán)重艾恼,損耗較大住涉;相比較,纖
芯為聚甲基丙烯甲酯材料钠绍,則損耗較低舆声。
塑料光纖的主要特性與優(yōu)缺點(diǎn)
塑料光纖在性能等方面主要具有如下突出的優(yōu)點(diǎn)。
(1)重量輕媳握。光學(xué)塑料的比重1 g/cm3 左右(比重范圍一般在 0.83~1.50 g/cm3),為玻璃比重的1/2-1/3碱屁。
(2)柔軟、韌性好蛾找,具有良好的機(jī)械性能娩脾。直徑為1 mm的塑料光纖,按曲率半徑為6 mm做180°反復(fù)曲數(shù)百次打毛,對(duì)光線毫無損害晦雨;
即直徑達(dá)到2 mm,仍可以自由彎曲而不斷裂隘冲;且抗沖擊強(qiáng)度好闹瞧。
(3)不可見光波段的透過性能好。塑料光纖在可見光和近紅外波段的透過性接近光學(xué)玻璃展辞。但在紫外和遠(yuǎn)紅外波段其透過率大于
50%奥邮,優(yōu)于玻璃光纖。
(4)低成本罗珍,經(jīng)濟(jì)性好洽腺,工藝操作簡便。塑料光纖的原材料比玻璃光纖的原材料便宜得多覆旱,因而經(jīng)濟(jì)性好;另外扣唱,塑料光纖的工藝操
作溫度通常300℃一下藕坯,而玻璃和石英光纖的制作溫度需要1000℃以上的高溫,因而塑料光纖的工藝操作簡單噪沙。
圖1炼彪,塑料光纖示意圖
但塑料光纖在性能方面也存在如下顯著的缺點(diǎn)和問題,影響其應(yīng)用的領(lǐng)域與范圍正歼。
(1)光學(xué)特性傳輸損耗大辐马。塑料光纖是一種纖維狀的長鏈分子,隨著拉絲過程局义,長鏈分子的宏觀取向?qū)⒑凸饫w的軸向一致喜爷。由于塑料
光纖是由單體聚合而成,很難得到密度均勻的材料萄唇,因而光學(xué)均勻性不能得到很好的保證檩帐;深入的研究表明,塑料光纖存在高損耗的重
要原因在于穷绵,塑料光纖材料原子間存在的碳-氫鍵和碳-氧鍵對(duì)可見光和近紅外波長具有吸收作用轿塔。目前特愿,一般商用塑料階躍折射率光纖
的損耗約為數(shù)百至1000 dB/km;較好的情況仲墨,商用塑料光纖在利用紅色LED通信的650 nm波長處勾缭,損耗可降低至150 dB/Km左右;在
實(shí)驗(yàn)室中獲取的最佳塑料光纖的損耗可減小至50~20 dB/Km目养。
圖2俩由,高衰減塑料光纖示意圖
(2)耐熱及高低溫性能差。由于塑料本身熔點(diǎn)低癌蚁,因而其耐熱性能差幻梯,一般只能在-40℃~80℃的溫度范圍內(nèi)使用,只有少數(shù)塑料光
纖可以在200℃的溫度下工作努释。另外當(dāng)溫度低于-40℃時(shí)碘梢,塑料光纖將變硬變脆》サ伲總之煞躬,耐高溫低溫等惡劣環(huán)境的性能比玻璃光纖差。
(3)抗化學(xué)腐蝕和表面磨損的性能比玻璃光纖差逸邦,在丙酮恩沛、醋酸乙酯或者苯的作用下,其光學(xué)性能會(huì)受到很大影響缕减,硬度差雷客,易老
化。
結(jié)語:普通塑料光纖由于具有輕便桥狡、柔軟搅裙、價(jià)廉及便于處理等一些優(yōu)點(diǎn)裹芝,因而在短距離的光纖照明(工程照明呈宇、室外裝飾照明、室內(nèi)照
明)局雄、光纖工藝制品甥啄、低分辨率的圖像傳輸、數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸控制與光纖傳感以及短距離通信鏈接系統(tǒng)等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用炬搭。
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