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| | 光導纖維的應用及最新發(fā)展動向 |
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| 文章來源：中國纖維網(wǎng)
添加人：service4
添加時間：2020-2-28 |
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用光波作載波進行信息傳送，最具吸引力的地方就是光波頻率極高，能攜帶的信息量極大。光導纖維是由高折射率、高透明度的芯子和低折射率的皮層所組成，當入射進光纖芯子的光與軸線夾角小于全反射臨界角時，光線在芯皮界上發(fā)生全反射，因此載波光得以在芯子中曲徑前進，而不穿出包層。它與普通通訊電纜相比，具有信息容量大、重量輕(塑料光纖比重一般僅為1左右)、占有空間小、耦合損耗低、串話少、保密性極強、價格低、加工方便等優(yōu)點，因此，光纖通訊取代電纜和微波通訊是當今通訊技術的發(fā)展趨勢。
光導纖維的研制成功首先是使人類的通迅技術得到了前所未有的發(fā)展。自從1977年美國加利福尼亞洲通用電話公司安裝第一套光纖通訊系統(tǒng)以后，發(fā)展十分迅猛，至今已普遍使用。目前，英國建成l5條光纖通訊線路，自1984年起就不再鋪設金屬通訊電纜。法國的旅游城市比亞次，是世界上第一個光纖化的城市。光纖也大量應用于汽車、飛機、艦船內(nèi)部的短距離通迅系統(tǒng)。處于當今信息爆炸的世界，人們對提高無線電波傳遞信息容量給予了極大的關注，光纖通信就是這一征程上的重大里程碑。
一、光纖的分類
光導纖維按材料組成可分為玻璃石英和塑料光導纖維；按纖維結構可分為皮芯型和自聚集型；按形狀和柔性分為可撓性和不可撓性光導纖維；按傳遞光的波長分為可見光、紅外線、紫外線、激光等光導纖維。
光導纖維在結構上大體分為兩類。一類是芯皮型結構光導纖維。取下一截這種結構的光導纖維，把它放在顯微鏡下觀察。斷面中央有一根芯，直徑只有幾十微米，芯的四周是一圈包皮。芯是用折射率高的透明玻璃材料做成的，包皮則是用折射率低的玻璃或塑料做成的。另一類光導纖維叫自聚焦纖維，它傳導光線的工作原理和芯皮型結構光導纖維不同。這類光導纖維好像是由許多微型透鏡組成的，能迫使入射光線逐漸自動地向纖維的中心軸方向靠攏，進行聚焦，由此保證入射光線不會從纖維材料中漏出去。
光纖按其芯材的不同，可分為石英系光纖、多組分玻璃光纖和塑料光纖。塑料光纖具用模量低、直徑大、彎曲特性好、不易破斷、重量輕、色散小、成本低等許多優(yōu)點。
制造有機導光纖維的內(nèi)芯和涂層材料很多，有的在聚甲基丙烯酸甲酯纖維上覆蓋一層聚乙烯或其它不同折射率的材料(如聚四氟乙烯)，還有的采用聚丙烯腈樹脂覆蓋腈綸芯絲。
根據(jù)結構和光傳輸特點，塑料光導纖維通常分兩種類型，即全反射型和自聚焦型。全反射型光導纖維由高折射率的芯材和低折射率的包層構成，兩者之間能形成良好的光學接口，且均為透明塑料，其直徑范圍為幾十至lO00pm。
POF(塑料光導纖維)要求聚合物具用極優(yōu)良的透明性、適當?shù)恼凵渎剩恍静暮推咏涌谡辰有粤己茫还鈱W上要求等向性，在可見光區(qū)不吸收、不散射；芯材折射率高，皮層低；另外還要求為非晶態(tài)、有耐高溫和強韌性。
二、光纖的制造及最新發(fā)展
根據(jù)光線從光密介質(zhì)(高折射率)射入光疏介質(zhì)(低折射率)時在界面處向光密介質(zhì)內(nèi)反射的原理，光線通過光纖時經(jīng)反復反射向前輸送。由于制造方法的不同，全反射型光導纖維又分為多模光纖和單模光纖。
塑料光纖制備的工藝流程：
單體精制→聚合→紡絲→包層和拉伸→光纜加工。
在眾多的透明塑料中，只有那些拉伸時不產(chǎn)生雙折射和偏光的品種才適合制造光纖。用于生產(chǎn)芯的塑料主要有聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、重氫化聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯等。
用于生產(chǎn)包層的塑料主要有多氟烷基側鏈的聚甲基丙烯酸酯類、偏氟乙烯一四氟乙烯共聚物、有機硅樹脂、尼龍以及液晶等。
各種不同類型的光纖成型方法又各有差異。全反射型光導纖維目前有棒管法、沉積法和復合紡絲法3種加工方法。
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