塑料光纤的发展、制作和应用前景

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1、塑料光纤的发展、制作和应用前景第22组组员06光信息:陈仕龙、徐嘉、魏阿满、吕小亮、徐健演讲人：陈仕龙7/15/20211五、POF的应用一、塑料光纤（POF）的优点二、POF技术的发展三、POF的分类四、POF的制备7/15/20212一、塑料光纤（POF）的优点简单、安全的连通测试：采用650nm的LED红光光源时，是对肉眼无害的可见光。快速安装：POF能够很容易地通过狭小的穿线管；容易连接：POF不用抛光液能达到很好的连接效果，也不用为了连接而采用专用的设备；低廉成本：由于具备以上两个优点，所以采用POF做传输介质的网络接入系统，其造价

2、要比石英光纤接入系统低；坚固耐用：POF光缆比石英光缆更加柔软耐用，弯曲半径也小；7/15/202137/15/20214二、POF技术的发展（一）、阶跃型塑料光纤早期的塑料光纤都是大数值孔径阶跃型塑料光纤。由于这种光纤色散较大，带宽只能达到5MHZ*km，不能满足高速数据通信的要求，故一直以照明、汽车车灯监控等非通信应用为主。随后通过一系列技术是它的传输性能得到大幅度的改善。7/15/20215一开始，只是将两种不同活性和折射率的单体经光共聚法形成预制棒，拉丝后制成损耗为4~5dB/m的GIPOF。随后发明了“界面凝胶聚合”技术，显著降低了

3、GIPOF的损耗（在688nm波长处降至56dB/km）。经过各国政府以及企业对塑料光纤工艺的重视和应用，使之得以得到长久的发展。迄今为止，应用前景最好的是全氟POF，其传输速度高，可以达到10Gb/s，并且柔软性好，容易连接，其连接时间仅为石英光纤的1/10，可直接使用与现有的局域网设备。7/15/20218三、塑料光纤的分类特殊塑料光纤包括所有具有特殊性能的塑料光纤，比如激光染料掺杂塑料光纤、闪烁塑料光纤、电光塑料光纤等，还有具有特殊设计结构的塑料光纤，比如微结构塑料光纤和双芯塑料光纤等。塑料光纤普通塑料光纤特殊塑料光纤包括所有的阶跃型多

4、模塑料光纤、渐变型多模塑料光纤以及单模塑料光纤。这类光纤与普通石英光纤类似，由纤芯和包层构成，不同的纤芯折射率分布构成了不同类型的光纤。7/15/20219多模光纤主要用在强度型传感器的系统中，被测量的物理量直接影响输出光信号的强度。渐变折射率多模塑料光纤可以解决带宽窄的问题。在单模光纤中，单模石英光纤的缺点是纤芯芯径非常细，只有5~10微米。而塑料单模光纤相对于石英光纤的特点就是芯径粗，是石英光纤的50~100倍，对接容易、成本低，所以其在干涉型光纤传感器中具有更出众的特点。普通塑料光纤折射率分布应用的情况一类是阶跃型，另一类是渐变型。多模

5、光纤单模光纤7/15/2021103、微结构塑料光纤是近年来人们研究的一种新型的特殊塑料光纤，它是在纤芯中分布有规律的空气孔，具备新的传输特性。这些新的传输特性包括宽波长范围的单模工作，具有大的有效纤芯和模面积，在空气中而不是在光纤材料中导光等。这些新的传输特性对于光纤传感器的应用来说是非常有意义的。特殊的塑料光纤1、闪烁塑料光纤是有源材料如荧光材料、激光染料掺杂的塑料光纤，主要用在高能辐射的测量。闪烁塑料光纤现在已经实际应用在核物理中监测核辐射和跟踪带电高能粒子。2、电光塑料光纤是在纤芯中掺杂有很高的光学非线性并且响应速度非常快的有机物，使

6、得塑料光纤具备很高的光学非线性。很多有机物都具备光学非线性高和响应速度快的特点，特别是塑料光纤有相对较低的加工制造温度，这使得有很大范围的功能材料可以掺人塑料光纤当中。电光塑料光纤在电压和电场传感器方面具有巨大的、潜在的应用前景。7/15/202111四、POF的制备预制棒拉丝法共挤法涂覆法连续聚合纺丝法7/15/202112预制棒拉丝法——将光纤的芯材和鞘材分别制成严格匹配的预制棒和套管，在加热和抽真空情况下将两者紧紧复合在一起拉制成丝。这当中，最主要的是预制板的制作。7/15/202113光共聚法两步共聚法界面凝胶法塑料光纤的预制棒的制作

7、方法POF生产常用方法，该工艺利用作为包层的塑料管与塑料管内作为纤芯的混合液体之间发生的“界面凝胶”作用来形成POF的梯度折射率分布结构的。折射率分布可控，而且分布均匀优点缺点反应需要很长的时间，所以该工艺的生产成本比较高。7/15/202114共聚法是制造递变光学塑料的方法，包括扩散共聚法、光共聚法、混合聚合溶解法、放电共聚法、加热共聚法、引发共聚法、催化共聚法等。那么光共聚法的原理是什么呢？不饱和的或环状的单体分子相互加成而析出小分子的反应，称之为加聚反应或聚合反应，由两种或两种以上单体进行加聚反应称之为共聚反应。7/15/202115光

8、共聚法就是把两种单体混合物注入圆筒模具中，使其绕中心轴转动，同时用紫外线照射，引发光共聚反应。单体的数日可以多于两种，形成三元或多元共聚物，可以制得最符合要求的折射