塑料光纤知识(一)
来源: | 作者:proe7a423 | 发布时间: 2016-09-07 | 4311 次浏览 | 分享到:
   自 1966 年,英籍华人高锟提出石英光纤可以作为光通信的传输介质以来,光纤的 研究由七十年代起至今经历了 0.85μm 多模光纤、 1.31μm 标准单模光纤、 1.55μm 色散 位移单模光纤、 1.55μm 非零色散位移单模光纤和 1.55μm 大有效面积非零色散位移单 模光纤几大技术与产品的飞跃。石英玻璃光纤性能的研究重点自始至终定位在衰减、色 散(包括偏振模色散)、非线性效应等,塑料光纤的性能研究重点则是衰减、色散、热稳 定性等。 塑料光纤的衰减主要受限于纤芯及包层材料的吸收损耗和散射损耗。人们通过选用 低折射率和等温压缩率小的塑料材料,通过稳定塑料光纤制造工艺降低结构缺陷(如芯 直径波动,芯包界面缺陷等),来使塑料光纤获得小的散射损耗。而塑料材料的吸收损耗 则是由分子键(碳氢键、碳氟键等)伸缩振动吸收和电子跃迁吸收所导致的。 以碳氢键为基本骨架的塑料中,在波长为 650nm 处的衰减系数大约为 100dB/km, 如果用氟原子置换碳氢键中的氢所组成的氟化塑料,不仅本征衰减小,而且色散也减小 了。用氟化塑料制成的梯度折射率塑料光纤,在可见光至红外范围的衰减很小。 用作短距离光传输介质的塑料光纤,按折射率分布可分为两种:阶跃折射率分布塑 料光纤和梯度折射率分布塑料光纤。阶跃折射率分布塑料光纤由于存在模间色散,输出
2 的波形相对于入射波形出现展宽,其传输带宽仅为几十至上百 MHz Km。氟化梯度折射 率分布塑料光纤从选择低色散材料出发,以优化的梯度折射率分布为手段,即可将其折 射率分布指数在 0.85~1.3μm 波长范围内选定为 2.07~2.33,从而起到抑制模间色散,控 制出射光波相对于入射光波展宽的效果,进而可获得高达几百 MHz Km 至 10GHz Km 的传输带宽。 由于塑料光纤是由塑料材料构成的,故其在高温环境中工作会发生氧化降解。氧化 降解是光纤芯材料中的碳基、双键和铰链互相作用形成的。氧化降解将促使电子跃迁加 快,进而引起光纤损耗增大。为提高塑料光纤的热稳定性,通常的做法是:选用含氟或 硅的塑料来制造塑料光纤或者选取塑料光纤的工作波长大于 660nm 处,以使塑料光纤具 有高的热稳定性。
1.1.2 塑料光纤的应用 塑料光纤以其柔软易弯曲、芯径大、易耦合、抗电磁干扰/电磁辐射、制造工艺简单 和成本低等优点,广泛应用于短距离、中小容量信息传输系统中,例如短距离高速数字